Mapas conceituais como instrumento de promoção e avaliação da aprendizagem de cosmologia

Rogério Aparecido dos Santos 

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa        de Pós­Graduação no Curso de Mestrado        Nacional Profissional em Ensino de Física        (MNPEF), como parte dos requisitos necessários        à obtenção do título de Mestre em Ensino de        Física. 

Orientador: 

Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler 

Volta Redonda, RJ  Dezembro de 2015 

S586p  Santos, Rogério Aparecido dos  Mapas Conceituais como Instrumento de Promoção e  Avaliação da  Aprendizagem de Cosmologia / Rogério Aparecido dos  Santos ­ Volta Redonda: UFF / Icex, 2015.  xi, 119 f.: il.;30cm.  Orientador: Luiz Telmo da Silva Auler   Dissertação (mestrado) – UFF / Instituto de Ciências Exatas /  Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, 2015.  Referências Bibliográficas: f. 122 - 126.  1. Ensino de Física. 2. Mapas Conceituais. 3. Cosmologia. I. Auler, Luiz Telmo da Silva. II. Universidade Federal Fluminense, Instituto  de Ciências Exatas, Mestrado Nacional Profissional em Ensino de  Física. III. Mapas Conceituais como Instrumento de Promoção e  Avaliação da  Aprendizagem de Cosmologia. 

possam enxergar um exemplo deixado  pelo velho pai... 

isso, cada viagem foi curtida com imensa alegria e satisfação pois foram feitas para buscar a        única coisa que comigo ficará por toda minha existência como espírito imortal: o Conhecimento.        Essa busca constante e infinita vem me tornando uma pessoa cada vez melhor, porquanto me        ajuda a evoluir intelecto e moralmente, e assim pretendo retornar ao mundo espiritual, um dia,        melhor do que quando aqui renasci há mais de 30 anos. 

No ano de 2013, “em cima da hora”, fiz minha inscrição para o Mestrado Nacional        Profissional em Ensino de Física ­ MNPEF e, ainda sem ter completa noção disso, estava        iniciando uma das mais emocionantes etapas da minha vida, ao final da qual, sairia Mestre em        Ensino de Física, além de ter conquistado a amizade de pessoas tão interessantes e interessadas        na mesma busca em que eu me empenhava. Essas pessoas são os meus novos e eternos amigos        que constituíram comigo a minha inesquecível TURMA 2013 do PÓLO 15 ­ UFF/VR. Agradeço        a cada um que com sua amizade, companhia, companheirismo ou simplesmente presença        estiveram comigo nesta empreitada. 

Em especial gostaria de agradecer: 

Ao meu orientador, Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler que com sua paciência e        tolerância soube, de uma maneira com que ninguém mais poderia, me orientar na execução deste        relevante trabalho. A ele devo meu reconhecimento e consideração por ter me compreendido em        minhas deficiências e dificuldades sendo tolerante, ativo e amigo no trabalho de me orientar na        execução desta tarefa tão importante para mim. 

Aos meus amigos carinhosamente chamados de       _​“Pessoal do Hotel” com os quais tive a          grata satisfação de confabular sobre os mais diversos assuntos naquelas noites de sexta­feira,        primeiro em Volta Redonda e depois em Barra Mansa. Isso me tornou uma pessoa mais sábia por        aprender um pouco mais com cada um deles que comigo compartilhou generosamente sua        sabedoria. Com eles pude, também, dividir os angustiantes momentos de dificuldades        enfrentados nesse curso e aprender a ter a coragem necessária para seguir em frente sem        esmorecer.  

Aos amigos e colegas de curso, Manoel Coelho, Ricardo Monteiro, Alan Reis e Robson        Macedo, com os quais constituí o grupo de pesquisa e apresentação de trabalhos ao longo do        Mestrado, pela amizade e colaboração. 

Aos meus pais Maria Irene e Sebastião Aparecido, meus irmãos Marcelo, Cristina, Rafael        e João Paulo que sempre me entenderam, me apoiaram e me auxiliaram nessa minha grande e        insopitável paixão que é estudar; e aos meus sobrinhos e sobrinhas que me proporcionavam os        momentos de descontração e brincadeiras de que precisava para aliviar o estresse. 

À minha Companheira Alcione e aos meus filhos Miguel e Maria Júlia, esta veio ao        mundo quando eu já iniciara os estudos do mestrado dando­me ainda mais força para seguir em        frente, por entenderem minha ausência e momentos de clausura para me dedicar aos estudos        deste curso e redação desta dissertação. 

Ao Prof. Hippolyte Léon Denizard Rivail (Allan Kardec) e aos Espíritos Superiores por        não terem desistido do colossal trabalho de codificação da Doutrina Espírita com a qual, dentro        de minhas limitações, procuro compreender minha existência. 

À todos os professores do MNPEF PÓLO 15­UFF/VR que sempre estiveram ao nosso        lado contribuindo com seus saberes e experiência para o engrandecimento dos nossos. 

À Jesus, o Homem que aceitou a penosa missão de ser o modelo e guia da humanidade        deixando preciosos ensinamentos que me servem de diretriz nesta vida. 

À Deus, inteligência suprema e causa primária de todas as coisas, por ter me agraciado        com a oportunidade de existir e para o qual devo me aproximar um dia quando estiver com a        inteligência e moral plenamente desenvolvidas. 

It's gonna be a bright (bright)  bright (bright) sunshiny day.  It's gonna be a bright (bright)  bright (bright) sunshiny day.  Jimmy Cliff 

APRENDIZAGEM DE COSMOLOGIA  Rogério Aparecido dos Santos 

Orientador: 

Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler 

Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Pós­Graduação no Curso        de Mestrado Nacional Profissional de Ensino de Física (MNPEF), como parte        dos requisitos necessários à obtenção do título de Mestre em Ensino de Física 

A Cosmologia faz parte dos conteúdos de Física Moderna e contemporânea do nível médio,        cuja abordagem já está presente no Currículo Minimo de Física do Estado do Rio de Janeiro.        Este novo currículo propõe proposta curricular um ensino de Física menos matematizado, mais        próximo da alfabetização científica, onde o indivíduo apropria­se dos debates científicos,        reconhecendo a ciência e a tecnologia como interdependentes, de caráter evolutivo, e capazes        de moldar a sociedade contemporânea. O presente trabalho, em consonância com esse novo        paradigma educacional, apresenta como produto uma sequência didática baseada em mapas        conceituais para ensino de Cosmologia em turmas do primeiro ano do Ensino Médio. A        técnicados mapas conceituais foi escolhida porque trata­se de uma ferramenta de grande        utilidade, tanto para facilitar, como para avaliar o processo de ensino­aprendizagem, em        especial para mostrar indícios da ocorrência de Aprendizagem Significativa. Nesta dissertação        apresentamos como são construídos e analisados mapas conceituais, bem como as bases que        fundamentam o uso de tais mapas para estudos da ocorrência de Aprendizagem Significativa.        A sequência didática proposta como produto contêm os roteiros de aulas completos para que o        professor possa trabalhar a Cosmologia com seus alunos utilizando mapas conceituais. Nossa        proposta privilegia a confecção cooperativa dos mapas para propiciar a negociação dos        conceitos entre os alunos. Apresentamos a análise dos resultados obtidos da aplicação do        produto em uma turma de Ensino Médio da rede pública estadual (RJ). Junto com o produto,        apresentamos um guia para que o professor possa analisar os mapas conceituais produzidos        por sua turma, buscando indícios do tipo de aprendizagem que seus alunos estão tendo. 

Palavras­Chave: Ensino de Física, Mapas Conceituais, Cosmologia 

Volta Redonda, RJ  Dezembro de 2015 

COSMOLOGY 

Rogério Aparecido dos Santos  Supervisor: 

Prof. Dr. Luiz Telmo da Silva Auler 

Abstract of master’s thesis submitted to Programa de Pós­Graduação no Curso        de Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF), in partial        fulfillment of the requirements for the degree Mestre em Ensino de Física. 

The Cosmology is part of modern and contemporary physics content of the high level        curriculum, whose approach is already present in Minimum Curriculum of Physics of the State of        Rio de Janeiro. This new curriculum proposes a less mathematized physics teaching, closer to        scientific literacy, where the individual appropriates the scientific debates, recognizing the        science and technology as interdependent, having also an evolutionary character. The main        purpose is to develop in the student the ability to explain and discuss science and technology in        the contemporary society. This work, aligned with this new educational paradigm, proposes as        the educational product a didactic sequence based on conceptual maps for teaching cosmology        in the first year of high school. The methodology of the conceptual maps was chosen because it        is a very useful tool, both to facilitate, and to evaluate the process of teaching and learning,        especially to show evidence of the occurrence of meaningful learning. In this thesis we present        how those conceptual maps are constructed and analyzed, as well as the bases underlying the        use of such maps to study the occurrence of meaningful learning. The didactic sequence        proposed as a product contains the scripts of full classes so that the teacher can work        cosmology with their students using concept maps. Our proposal focuses on cooperative        preparation of maps to facilitate the negotiation of concepts among students. The analysis of the        results of applying the product in a high school class of a public school is presented. Along with        the product we also present a guide to analysis of the concept maps produced by the students,        seeking evidence of the kind of learning that their students are having. 

Keywords: Physics Teaching, Concept Maps, Cosmology 

Volta Redonda, RJ  December , 2015 

Figura 6.1 ­ Exemplo dos desenhos elaborados……….55  Figura 6.2 ­ Mapa conceitual do tipo fluxograma sobre o modelo geocêntrico.………....₅₈  Figura 6.3 ­ Mapa conceitual do tipo hierárquico sobre o modelo geocêntrico………..₆₁  Figura 6.4 ­ Mapa conceitual do tipo hierárquico sobre o modelo heliocêntrico………....62  Figura 6.5 ­ Mapa conceitual sobre a transição entre modelos de sistema solar………..63  Figura 6.6 ­ Mapa conceitual sobre o movimento planetário e a Lei da Gravitação  Universal………....₆₄  Figura 6.7 ­ Mapa conceitual do tipo centrado sobre o modelo heliocêntrico………....66  Figura 6.8 ­ Mapa Conceitual do tipo hierárquico produzido pelo mesmo grupo que fez o mapa  da figura 6.7 sobre o tema modelo geocêntrico………_.……..68  Figura 6.9 ­ Mapa conceitual sem estrutura definida: circular………_.…..69  Figura 6.10 ­ Mapa conceitual sem estrutura definida: fragmentado………..70  Figura 6.11 ­ Captura de tela do aplicativo “Phet” chamado Laboratório de Força Gravítica….77  Figura 6.12 ­ Captura de tela do aplicativo “Phet” chamado Gravidade e Órbitas………...₇₈   Figura  A1  ­  Página  contendo  o  “texto  4”  a  ser  trabalhado  com  os  alunos………...….117 

Estado do Rio de Janeiro………33  Tabela 4.2 ­ Unidades temáticas………...35  Tabela 6.1 ­ Resultados da análise dos desenhos……….₅₃  Tabela 6.2 ­ Mapas conceituais produzidos durante a sequência de aulas………...57  Tabela A1 ­ Modelo para classificação dos desenhos e determinação do nível de conhecimento  dos alunos sobre o sistema solar………..₈₇  Tabela A2 ­ Modelo para classificar os mapas conceituais………_...104  Tabela A3 ­ Modelo para identificar indícios de aprendizagem significativa nos mapas  conceituais………..106 

LDB ­  Leis de Diretrizes e Bases 

CMF ­ RJ ­ Currículo Mínimo de Física do Rio de Janeiro  NEJA ­  Nova Educação de Jovens e Adultos 

Introdução……….………….….…...….1

Capítulo 2 Referencial teórico………...3

2.1 A teoria da Aprendizagem Significativa……….………...………..…....3

2.1.1 Conhecimentos Prévios………....……....………....4

2.1.2 Organizadores Prévios……….……...…………...8

2.2 Pesquisa-ação……….………...………….….10

Capítulo 3 Mapas conceituais……….………...………....…14

3.1 Definição e origem………...………....…..14

3.2 Estrutura e construção……….………...………..…..15

3.3 Mapas conceituais e Aprendizagem Significativa………..…..………...18

3.4 Aplicações no ensino………...………..…..19

3.4.1 Promoção e avaliação da aprendizagem……….……....19

3.4.2 Relações conceituais………...………...23

Capítulo 4 Cosmologia no Ensino Médio……….………...…...…...26

4.1 A legislação brasileira de ensino………...….26

4.2 O ensino de Física e os PCN’s……….….………...…..26

4.3 O currículo mínimo do estado do Rio de Janeiro………...……...30

4.4 A cosmologia em sala de aula……….……...………..…..32

Capítulo 5 Metodologia………..………..………..…...37

5.1 O contexto……….………...37

5.1.1 O grupo de estudo………...……….…………..….37

5.1.2 Cosmologia no currículo mínimo do estado do Rio de Janeiro……...38

5.2 O método da pesquisa……….……….……....…....38

5.2.1 A pesquisa-ação na realidade da sala de aula………....…...38

5.2.2 Um pouco da pesquisa qualitativa aplicada na dissertação…………..…..39

5.3 Os princípios do planejamento didático………...…..41

5.3.1 Das aulas………...………...…...41

5.3.2 Da sequência didática………...…………...…...42

5.4 Aplicação do produto……….………...…....43

Capítulo 6 Resultados e discussão………..……...….50

6.1 A análise de conteúdo na pesquisa qualitativa………..….50

6.2 Os conhecimentos prévios à partir dos desenhos………...….52

6.3 Sobre os mapas conceituais………...….…55

6.3.1 Categorização dos mapas conceituais……….….…..56

6.3.2 Análise dos mapas conceituais por categoria………...58

6.4 Sobre o questionário final………....…..71

6.5 Uma visão crítica do produto educacional………...….….79

Capítulo 7 Considerações Finais………....…...82

Apêndice A Produto Educacional………..………...……..86

Apêndice B Esquema de Apoio………...………...…...121

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (PCN’s) convidam os professores de Física e, de        certo modo, a todos aqueles que estão responsabilizados pelo ensino dessa disciplina no Brasil, à        uma reflexão quanto ao currículo de Física que é atualmente adotado nas escolas de Ensino        Médio. Sua proposta básica é oferecer uma abordagem dos conteúdos tratados por essa disciplina        de modo a propiciar a formação de um cidadão participativo no contexto científico e tecnológico        da sociedade contemporânea. Isso só será possível abandonando­se o carácter essencialmente        teórico e abstrato tal como os conteúdos de Física são tradicionalmente ensinados nas salas de        aula do Ensino Médio. Deve­se promover, em seu lugar, uma aprendizagem na qual o aluno        consiga dar significados ao conhecimento novo que a ele é apresentado, partindo­se de conteúdos        que fazem parte de seu contexto vivencial. Neste ponto, os PCN’s apontam para um ensino de        Física pautado pela abordagem de conteúdos da Física Moderna e contemporânea. 

No estado do Rio de Janeiro, desde o ano de 2012, os professores de Física que lecionam        em escolas estaduais devem se orientar pelo Currículo Mínimo elaborado especificamente para        essa disciplina. Nesse documento, em consonância com as ideias trazida pelos PCN’s em relação        à reformulação do ensino de Física,      a abordagem de assuntos de Física Moderna e        contemporânea é distribuída ao longo dos três anos do Ensino Médio. Desta forma, o grande        tema Mecânica começa a ser abordado no currículo mínimo à partir da Cosmologia, ministrada        como conteúdo inicial do primeiro ano do Ensino Médio, e não como um tópico de final de        curso, como normalmente tais conteúdos eram encontrados. 

A sequência didática que foi elaborada como produto educacional desta dissertação        oferece uma opção de ensino dos conteúdos de Cosmologia utilizando os mapas conceituais de        Novak como instrumentos de promoção e avaliação da aprendizagem. Respaldada nos trabalhos        do professor Marco Antônio Moreira no campo do ensino de Física a presente proposta foi        fundamentada na teoria da Aprendizagem Significativa. 

O produto educacional aqui desenvolvido envolveu três etapas: a primeira consistiu em        um levantamento dos conhecimentos prévios dos estudantes à partir da solicitação para que       

um questionário final para verificação se houvera evolução e/ou substituição dos conceitos        previamente presentes na estrutura cognitiva dos estudantes.  

Para apresentação do produto, sua fundamentação e os resultados de sua aplicação, esta        dissertação foi organizada da seguinte forma: 

● No capítulo 2 é apresentado o referencial teórico no qual o trabalho foi fundamentado.        Trata­se de uma apresentação da teoria da Aprendizagem Significativa, do norte­americano        David Paul Ausubel. Este capitulo é finalizado com uma apresentação da concepção de        pesquisa adotada ao longo da elaboração dos trabalhos, que foi a pesquisa­ação.

● Os mapas conceituais são apresentados no Capítulo 3, iniciando pela definição e origem,        passando pelos princípios de sua elaboração e avaliação. Encerrando este capítulo é        discutida a relação destes mapas com a Aprendizagem Significativa e suas aplicações no        campo do ensino.

● O Capítulo 4 apresenta uma discussão de como o ensino de Cosmologia é proposto no nível        médio. Para tanto, é analisada a sua abordagem pelos documentos oficiais que        consubstanciam o ensino de Física  nas salas de aulas.

● A metodologia de pesquisa que foi utilizada neste trabalho é apresentada no capítulo 5,        juntamente com uma breve descrição do grupo de alunos e da escola onde o produto foi        aplicado. O capítulo finaliza com uma apresentação dos procedimentos que nortearam a        elaboração do produto bem como a obtenção dos dados gerados pela pesquisa.

● Os resultados obtidos são discutidos no capítulo 6 através da utilização da análise de        conteúdo na pesquisa qualitativa. Neste capítulo também é discutido de que maneira o        levantamento de conhecimentos prévios e a elaboração de mapas conceituais influenciaram        nas respostas obtidas pelo questionário final. O capítulo se encerra com uma discussão da        consolidação do produto após sua aplicação teste.

● Por fim, no Capítulo 7 são feitas as considerações finais do trabalho, enquanto que o        produto em si, ou seja, a sequência didática, é apresentada nos Apêndice A e B.

Neste capítulo apresentamos a teoria da Aprendizagem Significativa do norte­americano        David Paul Ausubel, que usaremos como referencial teórico para elaborar e analisar nosso        produto. Os princípios da pesquisa­ação são apresentados ao final do capítulo, pois norteiam a        postura do professor enquanto pequisador em sala de aula. 

2.1 A Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel 

Uma das teorias da aprendizagem mais difundidas atualmente é a chamada Teoria da

Aprendizagem Significativa, que desenvolveu­se a partir dos trabalhos do psicólogo e psiquiatra        norte­americano David Paul Ausubel (1918­2008).      Segundo seu autor, o conteúdo novo        apresentado ao estudante se insere na sua estrutura cognitiva interagindo com o que ele já sabe        anteriormente. Isto é, para que um indivíduo aprenda é necessário que o novo conhecimento com        o qual ele toma contato interaja de maneira substantiva e não­arbitrária com os conhecimentos        que ele já possui. Portanto, tal teoria trata de uma forma de aprendizagem não­isolada, pelo        contrário, dinâmica e interativa ,evidenciando que o aluno, para aprender, precisa relacionar todo        conhecimento acumulado ao longo de sua trajetória escolar de maneira clara e coerente. Em        outras palavras, todo o conhecimento acumulado em um indivíduo, para que se configure        plenamente estabelecido, deve estar associado de maneira lógica e substancial, à semelhança de        uma corrente que para constituir­se em sua total integridade precisa ter seus elos interligados        entre si. Assim, é o conhecimento anterior que permite um novo conhecimento ter significado.

Segundo Moreira (1997): 

“_​A essência do processo da         _​Aprendizagem Significativa está, portanto, no          relacionamento não­arbitrário e substantivo de ideias simbolicamente        expressas a algum aspecto relevante da estrutura de conhecimento do        sujeito, isto é, a algum conceito ou proposição que já lhe é significativo e       

forma não­arbitrária e substantiva (não­literal) com os elementos relacionados e já presentes no        cabedal cognitivo do estudante. Quando se fala de uma aquisição não­arbitrária de conhecimento        queremos dizer que o novo conteúdo deve ser significativo para o aluno, isto é, ele precisa ser        capaz de fazer associações com ele, de relacionar o novo com o velho conhecimento. Nesse        processo, aquilo que o professor propõe como conhecimento a ser adquirido incorpora­se à        estrutura cognitiva do indivíduo tomando seu devido lugar e provocando as mudanças        necessárias para a sua total assimilação. Importante ressaltar ainda que essa associação não se dá        de qualquer forma, ela acontece quando o sujeito associa o novo conhecimento com conteúdo        específico já presente. E quando se fala de uma aprendizagem substantiva propõe­se aquela        aprendizagem na qual não se deve fixar em palavras meramente, mas nos conceitos trazidos pelo        conjunto de palavra, ou seja, como as idéias estão encadeadas dentro de um contexto lógico e        coerente de conteúdo. 

Concluindo, considerando­se as ideias da teoria da Aprendizagem Significativa, torna­se        fundamental que os professores, de alguma forma, busquem, em primeiro lugar, maneiras de se        sondar os conhecimentos prévios de seus alunos antes de apresentar­lhes um conhecimento        novo.  

2.1.1 Conhecimentos prévios 

A Aprendizagem Significativa está calcada, como já vimos no item anterior, na aquisição        de conteúdo mediante sua interação substantiva e não­arbitrária com aquilo que o indivíduo já        sabe. Ausubel se referia a esses elementos essenciais da aprendizagem, os conhecimentos        prévios, chamando­os de subsunçores. Os subsuncçores funcionam dentro da estrutura cognitiva        do indivíduo como âncoras que direcionam a assimilação de novos conhecimentos. A palavra        subsunçor é utilizada em substituição à palavra inglesa “subsumer”. O subsunçor, por sua vez,        tanto pode ser um símbolo já significativo, um conceito, uma proposição, um modelo mental ou        mesmo uma imagem. 

Os conhecimentos prévios do sujeito possuem um carácter específico para cada assunto        com o qual ele se depara por recepção ou mesmo por descobrimento. Isto quer dizer que o sujeito        ao se deparar com um novo conceito através de uma aula, de um vídeo ou simplesmente de uma        leitura, automática e inconscientemente acessa seu cabedal de conhecimentos prévios, ou        subsunçores, na busca instintiva de informações que possam auxiliá­lo no processo de dar um        significado ao novo conhecimento, para que este figure como um novo conceito adquirido. Esse        processo se dá de maneira dinâmica e interativa, pois quando o novo conceito é adquirido ele        acaba, devido a uma relação de mão dupla, modificando o subsunçor que lhe serviu de âncora e        provocando neste mudanças que o tornam mais geral e abrangente ou corroborando        conhecimentos já presentes. 

Moreira (2012) usa como exemplo para esclarecer a interação subsunçor­conceito novo o        caso da Conservação da Energia Mecânica. Salienta que quando um estudante é instigado a        resolver problemas de energia cinética e potencial está, apenas corroborando as idéias que já        possui. Entretanto, se lhe for apresentada a 1ª Lei da Termodinâmica como um novo caso de        conservação de energia, porém, em fenômenos térmicos, o subsunçor inicial ganhará novos        significados e ficará mais abrangente pois terá, para o aprendiz, aplicação não somente na        Mecânica mas na Termodinâmica também. À medida que novos conceitos vão sendo        apresentados e interagindo de forma significativa, como a conservação do momento linear,        angular e da carga elétrica, estes vão se associando ao subsunçor conservação da energia        enriquecendo­o e tornando­o cada vez mais abrangente e estável. O aprendiz nesse processo, de        recepção ou descoberta de novos conceitos pouco a pouco, estará elevando o subsunçor inicial,        conservação da energia, ao patamar de uma lei geral da Física. Conforme Moreira (2012) 

“_​Esta forma de     _​Aprendizagem Significativa  _​, na qual uma nova idéia, um        novo conceito, uma nova proposição, mais abrangente, passa a        subordinar conhecimentos prévios é chamada de      _​Aprendizagem  Significativa superordenada. Não é muito comum; a maneira mais típica        de aprender significativamente é a      _​Aprendizagem Significativa    subordinada, na qual um novo conhecimento adquire significado na        ancoragem interativa com algum conhecimento prévio especificamente       

relevante.”_​ ​[MOREIRA, 2012, p.3] 

Interessante notar que um subsunçor, potencialmente rico e estável, à medida que não é        utilizado, passa por um processo de obliteração. Perde a clareza e consistência de seus        significados. Dizemos, então, que o subsunçor foi esquecido pelo indivíduo. Entretanto, esse        processo é normal e uma reaprendizagem desses conceitos se processa de forma relativamente        fácil quando a aprendizagem é significativa. Disso percebemos, então, que a Aprendizagem        Significativa não é aquela que nunca se esquece mas sim aquela que, uma vez tendo sido        realizada, permite a reaprendizagem rápida dos conteúdos quando o sujeito julgar necessário. O        mais importante, portanto, é que os significados não ser perdem nesse processo de assimilação        obliteradora. E isto é justamente o que diferencia a Aprendizagem Significativa daquela chamada        de aprendizagem mecânica, pois, nesta, a reaprendizagem não é possível, haja vista, que os        conteúdos, em momento algum, chegaram a ser aprendidos de fato [MOREIRA, 2012].   

De certa forma podemos dizer que em nossa estrutura cognitiva há vários subsunsores e        estes estão em diversas fases de desenvolvimento. Alguns estão menos avançados, outros mais        avançados e há inclusive os que estão involuindo. Essas constatações contribuem para nos        mostrar que a estrutura de subsunçores à qual damos guarida em nosso campo cognitivo é uma        estrutura dinâmica e bastante versátil. 

Entretanto, é importante considerar ainda que os conhecimentos prévios que o sujeito        possui, embora sejam considerados por Ausubel como os elementos mais importantes na        facilitação da Aprendizagem Significativa, nem sempre cumprem esse papel. Há conhecimentos        prévios que dificultam a Aprendizagem Significativa de determinados conceitos. São os que        chamamos de concepções alternativas as quais atualmente vêm sendo pesquisadas,        principalmente, no Ensino de Ciências. Outro fato é que uma Aprendizagem Significativa nem        sempre equivale a dizer uma aprendizagem correta. As próprias concepções alternativas citadas        anteriormente são resultado de aprendizagens significativas em desacordo com o conhecimento        cientificamente aceitável. 

Encontramos, na literatura, basicamente duas condições que devem ser respeitadas para        considerarmos a Aprendizagem Significativa que são o uso de material potencialmente        significativo e estudantes predispostos a aprender. De acordo com Pelizzari (_​et al_​, 2002): 

“Para haver   _​Aprendizagem Significativa são necessárias duas condições.        Em primeiro lugar, o aluno precisa ter uma disposição para aprender: se o        indivíduo quiser memorizar o conteúdo arbitrária e literalmente, então a        aprendizagem será mecânica. Em segundo, o conteúdo escolar a ser        aprendido tem que ser potencialmente significativo, ou seja, ele tem que        ser lógica e psicologicamente significativo: o significado lógico depende        somente da natureza do conteúdo, e o significado psicológico é uma        experiência que cada indivíduo tem. Cada aprendiz faz uma filtragem dos        conteúdos que têm significado ou não para si próprio.”       _​[PELIZZARI   _​et al_​, 2002, p.38] 

Normalmente, em sala de aula, os recursosdisponíveis para que os professores possam        trabalhar os conteúdos de suas disciplinas são o livro didático e suas próprias aulas.        Considerando­se ainda que em alguns casos, os professores se utilizam de       _​softwares de    computadores e aplicativos de       smartphones e_​    tablets_​ . Seja o que for que o professor vá usar, tais_​        recursos precisam apresentar um certo nível de lógica e coerência aos estudantes para que estes        possam atribuir um significado ao material, por isso dizemos que tais materiais podem, no        máximo, ser considerados potencialmente significativos ou não significativos. Em outras        palavras, para ser significativo o material utilizado precisa ser relacionável à estrutura cognitiva        do estudante, isto é, deve encontrar conhecimentos prévios que lhe confiram logicidade para o        aprendizado. Moreira (2012) salienta que: 

“É importante enfatizar aqui que o material só pode ser potencialmente        significativo, não significativo: não existe livro significativo, nem aula        significativa, nem problema significativo, pois o significado está nas        pessoas, não nos materiais.” [MOREIRA, 2012, p.8] 

Por outro lado, estarem os estudantes, predispostos a aprender parece ser a condição mais        difícil de ser atingida. E isso não se relaciona com o gostar ou não de tal disciplina. O indivíduo        precisa estar predisposto a diferenciar e integrar o novo conhecimento que a ele é apresentado.        Por algum motivo ele percebe que precisa fazer isso. Pode ser, por exemplo, pela consciência de       

que se não conseguir o entendimento do assunto não conseguirá a aprovação nos exames. 

A realidade em que, na maioria dos casos, o professor se depara na realização de seu

trabalho é aquela em que os estudantes chegam em sala de aula com extrema dificuldade para        relacionar os novos conhecimentos com seus conhecimentos prévios. Isso se dá, principalmente,        pela ausência parcial ou até mesmo total de tais conhecimentos. Portanto, para alcançar a        Aprendizagem Significativa de conteúdos, o trabalho do professor deve começar pela        investigação da existência ou não desses conhecimentos pois, os novos conhecimentos        necessitam de uma estrutura conceitual de apoio na qual possam se fixar e ganhar sentido.        Entretanto, como é comum ocorrer que os estudantes não tenham os conhecimentos prévios        necessários para a sequência dos estudos, uma possibilidade de contornar esse problema seria        pela inserção e uso de organizadores prévios na elaboração das estratégias de ensino e        aprendizagem. 

2.1.2 Organizadores prévios 

O problema da falta de domínio de um conteúdo por parte dos alunos é recorrente em        nossas redes de ensino. Não raro, ao entrar em sala de aula, o professor se depara com uma        realidade alarmante. Ao iniciar uma matéria de ensino com seus alunos, logo percebe, que neles        falta o conhecimento necessário para acompanhar o conteúdo que deseja ministrar ou esses        mesmos estudantes não conseguem perceber a relação entre o que eles já estudaram e o novo        conteúdo apresentado. Isto é, os estudantes não possuem os subsunçores, ou não conseguem        perceber os vínculos entre os conteúdos que estudam, com os quais darão significado ao novo        conhecimento que o professor abordará em suas aulas. 

Em casos como esse, o próprio Ausubel, recomenda o uso de o      _​rganizadores prévios  _​.  Estes se constituem em um recurso que propiciará aos estudantes a facilitação da Aprendizagem        Significativa de um novo conteúdo. Entretanto, este recurso instrucional deve ser bem        compreendido para não ser confundido com um simples resumo, sumário ou visão geral por que        estes estão no mesmo nível de abstração do material que deve ser aprendido. O requisito        fundamental para que determinado material possa ser considerado um organizador prévio é a sua       

abrangência, abstração e inclusividade. Assim: 

“Os organizadores prévios podem tanto fornecer “ideias âncora”        relevantes para a     _​Aprendizagem Significativa do novo material, quanto        estabelecer relações entre ideias, proposições e conceitos já existentes na        estrutura cognitiva e aqueles contidos no material de aprendizagem, ou        seja, para explicitar a relacionabilidade entre os novos conhecimentos e        aqueles que o aprendiz já tem mas não percebe que são relacionáveis aos        novos.” [Moreira, 2012, p.2] 

Podem funcionar como organizadores prévios uma pergunta, uma situação­problema,

um enunciado, um filme, uma leitura introdutória, uma simulação ou até mesmo uma aula que        anteceda um conjunto de outras aulas que tratarão de determinado assunto. Um organizador        prévio bem escolhido funcionará como um facilitador da Aprendizagem Significativa na medida        em que participe do processo como uma ponte entre os conhecimentos prévios dos estudantes e        os novos conhecimentos com os quais passam a ter contato. Essa é justamente a verdadeira        função de um organizador prévio, ser uma “ponte cognitiva”, segundo Ausubel, sem, no entanto,        desconsiderar uma outra possibilidade dos organizadores prévios, que é a introdução de        subsunçores na estrutura cognitiva dos estudantes. 

Pode­se, na prática, trabalhar com dois tipos de organizadores prévios em função do        conteúdo que deve ser ensinado. Se os novos conhecimentos são familiares aos estudantes,        pode­se utilizar o organizador do tipo comparativo que funcionará como a ponte entre o        conhecimento similar já existente na estrutura cognitiva do estudante e o novo conhecimento        apresentado. Tal organizador propiciará a integração e a diferenciação entre novos e velhos        conceitos. Em contrapartida, se o novo conhecimento não for familiar aos estudantes o melhor é        optar por um organizador do tipo expositivo. Este é estruturado em cima daquilo que os        estudantes já conhecem de outras áreas de estudo e funciona como “ancoradouro inicial        provisório” aos novos conceitos, ideias ou proposições apresentados aos aprendizes. 

2.2 Pesquisa­Ação 

A pesquisa­ação é uma forma de se confrontar um problema sendo parte integrante do        contexto onde ele é gerado, não evidentemente, como o seu causador, mas, sobretudo, como        aquele que o observou e deseja encontrar soluções possíveis de se pôr em prática. A        pesquisa­ação opõe­se à pesquisa tradicional pelo seu       modus operandi_​   , na verdade, ela tem_​          características próprias, pois ela não se baseia em uma única maneira de agir, rígida, padronizada        como a pesquisa tradicional é realizada nos meios científicos, pois suas etapas de realizações        dependerão do contexto em que a pesquisa estiver sendo desenvolvida e dos indivíduos dela        participantes. Esse tipo de pesquisa tem por objetivo principal, tirar o pesquisador de sua        imobilidade. Ela visa trazer o pesquisador para o ambiente pesquisado por meio de sua        participação atuante. Desse modo, ela toma por objetivo superar o problema inicialmente        identificado, e muito criticado por diversos pesquisadores, que é a falta de sintonia entre a teoria        empregada pelo pesquisador e sua prática profissional.  

“A pesquisa­ação surgiu da necessidade de superar a lacuna entre teoria e        prática. Uma das características deste tipo de pesquisa é que através dela        se procura intervir na prática de modo inovador já no decorrer do próprio        processo de pesquisa e não apenas como possível conseqüência de uma        recomendação na etapa final do projeto.”_​ ​[ENGEL, 2000, p.182] 

Quando se diz que a pesquisa­ação, em seu contexto, almeja tirar o pesquisador de sua        imobilidade (neutralidade), tem­se a intenção de dizer que, nesse tipo de pesquisa, o pesquisador        deve mudar a concepção tradicional que tem de si mesmo e de seu papel ao longo do processo.        Ele deve se aproximar ativamente do contexto em que trabalha sem, no entanto, perder o contato        com o objeto de pesquisa. Todas as suas ações devem estar voltadas para o entendimento de        como o problema se encaixa no ambiente em que a pesquisa se desenvolve, de que maneira, esse        problema, influencia o comportamento dos indivíduos envolvidos e quais os procedimentos que        devem ser tomados ao longo do processo, e não somente à criação de uma proposta de resolução        em uma etapa final.  

Segundo Naiditch (2010) a pesquisa­ação é uma:  

“Forma de pesquisa interativa que visa compreender as causas de uma        situação e produzir mudanças. O foco está em resolver algum problema        encontrado por indivíduos ou por grupos, sejam eles instituições, escolas,        ou organizações comunitárias. A pesquisa­ação se desenvolve na medida        em que pesquisadores investigam um problema e sugerem possíveis        soluções, visando melhorar sua prática profissional, as estratégias por        eles utilizadas em sua forma de trabalho e ampliar o conhecimento acerca        de questões que afetam diretamente a produtividade ou a qualidade do        trabalho desenvolvido por um grupo ou por uma instituição.”       

[NAIDITCH, 2010, p.1] 

Assim, nota­se que ao se optar pela realização de uma pesquisa­ação, o pesquisador        nunca a realiza sozinho, pois ele é parte integrante de um grupo que percebe e assume que um        problema existe e cuja solução passa a ser buscada pela atuação do profissional que o lidera. A        contrapartida desse processo acaba sendo uma melhoria no agir do próprio pesquisador, pois ele        se desenvolve como profissional na medida em que problemas são resolvidos, que o        conhecimento para implementação de possíveis soluções aumenta ou quando ele consegue        acrescentar melhorias em suas estratégias de atuação. 

Segundo diversas fontes, Engel (2000); Franco (2005); Naiditch (2010) a pesquisa­ação        iniciou­se com os trabalhos do psicólogo alemão Kurt Lewin (1890–1947). Esses trabalhos se        desenvolveram à partir de 1946, em um contexto caracterizado pelo período do pós­guerra. Suas        atividades experimentais, de campo, ocorreram quando ele trabalhava em conjunto com o        governo norte­americano. Seus objetivos iniciais eram a mudança de hábitos alimentares da        população e a postura frente a grupos minoritários. Além disso, 

“Pautava­se por um conjunto de valores como: a construção de relações        democráticas; a participação dos sujeitos; o reconhecimento de direitos        individuais, culturais e étnicos das minorias; a tolerância a opiniões        divergentes; e ainda a consideração de que os sujeitos mudam mais       

facilmente quando impelidos por decisões grupais. Suas pesquisas        caminhavam paralelamente a seus estudos sobre a dinâmica e o        funcionamento dos grupos. Sua forma de trabalhar a pesquisa­ação teve        grande desenvolvimento nas empresas em atividades ligadas ao        desenvolvimento organizacional.” [FRANCO, 2005, p. 485] 

À partir daí, na década de 60, a pesquisa­ação se desenvolveu bastante na área da        Sociologia preconizando que o pesquisador saísse de seu isolamento e assumisse as        consequências de sua pesquisa. Foi o primeiro passo para surgirem pesquisadores mais        participativos ao longo de todo o processo investigativo.  

O próximo campo de aplicação da pesquisa­ação foi, então, o próprio campo do ensino,        em que o professor passou a ser um professor­pesquisador fazendo de sua própria sala de aula        seu objeto de pesquisa. Isso contrasta fundamentalmente com a atuação do professor até então.        Pois este se resumia em um reprodutor de “soluções” para os problemas identificados em sala de        aula, vindos de fora, isto é, de outros profissionais que propunham soluções para os problemas        encontrados durante as aulas sem, no entanto, participar do ambiente escolar. 

O principal problema enfrentado, quando do surgimento da pesquisa­ação nas escolas, era        a disparidade entre a teoria educacional que o professor aprendia nas cadeiras universitárias para        lhe servir de base no processo de ensino e aprendizagem e sua verdadeira realidade na prática        profissional e não seria exagero admitir que atualmente esse ainda é um grande problema        presente nas escolas de todo o país, principalmente por falta de formação adequada por parte do        professor que deixa as universidades, do âmbito de seus cursos de graduação, sem terem essa        lacuna devidamente preenchida. Pois como afirma Santos (2010) : 

“A construção da formação do professor inicia­se no processo de        efetivação da formação inicial e posteriormente continuada. O modelo        delineado atualmente sobre a formação dos profissionais da educação        apresenta­se com a inexistência de um sistema articulado no processo de        formação inicial e continuada. Tal fato ocasionou a falta de coordenação        e organização das agências formadoras, resultando em ineficácia no       

desenvolvimento dos cursos de formação inicial, incorrendo em práticas        compensatórias de formação continuada.” [SANTOS, 2010, p.31] 

A tentativa de resolução desse problema exigia uma maneira prática e eficaz de atuação        do profissional professor, nesse ínterim, é que a pesquisa­ação toma a sua parte do processo e        passa a auxiliar o trabalho investigativo do professor com o intuito de lhe descortinar as        verdadeiras mazelas do ensino em suas salas de aula a fim de superá­las. 

A pesquisa­ação promove o professor em sua função profissional ao conferir­lhe        autonomia para refletir e modificar sua própria prática. Isso se refletirá no surgimento de um        profissional diferente, engajado em sua realidade de trabalho, encorajado a promover as        mudanças necessárias para melhorar sua prática e consciente das mudanças que pode alcançar. 

Desse modo, tendo a pesquisa­ação papel tão importante para o desenvolvimento        profissional do professor é necessário que ele aproprie­se dos conceitos e das técnicas pertinentes        ao desenvolvimento desse tipo de pesquisa. Pois há um consenso no meio profissional de que o        professor não sai da universidade “pronto”, seria necessário complementar sua formação com        atividades que engajassem o profissional em um trabalho que lhe confira maior confiança e        desenvoltura no desempenho de sua profissão. Para isso, o professor precisaria dominar os        mecanismos adequados para que ao mesmo tempo em que melhore técnica e profissionalmente        compreenda melhor a realidade em que ele se faz presente e atuante. 

Concluindo essa fundamentação teórica, podemos afirmar que a pesquisa e o trabalho        desenvolvido nesta dissertação, assim como o de todo professor participante deste programa de        mestrado profissional em ensino, é uma pesquisa­ação. Mais do que simplesmente constatar isso,        entendemos como parte essencial deste trabalho a tomada de consciência deste novo papel.        Ressaltamos que não se trata de um papel temporário, mas da transformação de um profissional        que se via professor apenas, em um profissional que pautará doravante sua atividade de ensino na        pesquisa, no aprimoramento de suas práticas e na pesquisa­ação. 

Capítulo3  

Mapas conceituais 

Neste capítulo introduzimos os mapas conceituais explicando sua estrutura e como se        constrói um. Em seguida, mostramos o interesse de tais mapas para o ensino, em particular sua        utilização no processo de ensino e aprendizagem. Por fim, discutiremos alguns exemplos de        pesquisas acadêmicas que aplicaram tais mapas para estudar a ocorrência de Aprendizagem        Significativa. 

3.1 Definição e origem 

De uma forma bem simples podemos definir um mapa conceitual ou mapa de conceitos        como aquela estrutura geométrica que traz em seu bojo a representação de como conceitos ou        palavras que representam esses conceitos se relacionam numa grade de conhecimentos. Tais        mapas apresentam certas particularidades e qualidades que os tornam bastante propícios para o        uso em atividades de ensino e aprendizagem. Portanto, a abordagem para o ensino de        Cosmologia, proposta neste trabalho, ocorre por meio da utilização de mapas conceituais, os        quais, como nos diz Moreira e Rosa (1986)_​ ​, 

“(...)  _​podem ser vistos como diagramas hierárquicos que procuram        refletir a organização conceitual de uma disciplina ou parte dela, ou seja,        derivam sua existência da estrutura conceitual de uma área de        conhecimento.”_​ ​[MOREIRA;ROSA,1986, p.17] 

Os mapas conceituais podem ser utilizados com uma ampla gama de possibilidades: na        organização estrutural de um conteúdo, na avaliação da aprendizagem e também na própria        atividade de ensino. Neste último caso, mostram a estrutura hierárquica daquilo que está sendo        ensinado evitando um ensino mecânico e meramente baseado em decorar o que o professor        transmite, facilitando, nesse sentido, que ocorra uma Aprendizagem Significativa. Em outras        palavras, os mapas conceituais facilitam ao estudante associar a simbologia criada/apresentada       

para ele de forma não­literal, com aquilo que ele já sabe especificamente sobre o conteúdo que        estiver sendo ensinado. 

Neste trabalho, aplicaremos a técnica dos mapas conceituais, desenvolvida por Joseph        Novak e seus colaboradores da Universidade de Cornell, na década de setenta. Naquela ocasião,        Novak tentou verificar a aprendizagem de novos conhecimentos de ciências em crianças, apenas        entrevistando­as, entretanto, esse método se mostrou bastante complexo e ineficiente, por isso        ele teve a necessidade de buscar outra forma de verificação dessa aprendizagem, optando então        por sistemas gráficos que expressassem a estrutura cognitiva das crianças, isto é, a estrutura de        seu conhecimento adquirido. Esse método, que também se baseou na Teoria da Aprendizagem        Significativa de Ausubel, recebeu o nome de mapas conceituais e, à partir de então, pôde ser        aplicado em diversas situações dentro e fora do ensino [NOVAK; CAÑAS, 2008]. 

3.2 Estrutura e construção 

Primeiramente deve­se ter em conta que um mapa conceitual, embora apresente linhas e        setas, estas, não representam direcionalidade, sequência ou temporalidade. Não visa classificar        os conceitos nele inseridos mas pode trazer certa hierarquização entre esses mesmos conceitos.        Também diferem dos mapas mentais na medida em que estes não visam estabelecer relações        próprias entre aquilo que representam. Portanto, o fundamental em um mapa conceitual é a        representação da relação hierárquica ou não, existente entre os conceitos nele estabelecidos        evidenciando a estrutura que se forma ao longo do processo de ensino e aprendizagem. 

Quando observamos o mapa conceitual construído por alguém, percebemos que ele é um        diagrama que apresenta diversas formas geométricas com inscrições (conceitos), as mais comuns        sendo retângulos, círculos e elipses. Na verdade, porém, essas figuras geométricas não são        relevantes para o que o mapa conceitual se propõe. O mais importante a ser apresentado são as        relações entre os conceitos. Nota­se também que o mapa conceitual apresenta conceitos ligados        por linhas, a esse conjunto dá­se o nome de proposição [MOREIRA, 2012]. Essas linhas,        realmente, são importantes por que evidenciam que há uma relação entre aqueles conceitos que        elas ligam. Lembrando ainda que, apesar da importância dessas linhas, sua forma e comprimento        não devem influenciar no entendimento do mapa conceitual. 

Um modelo comum, mas não obrigatório de mapa conceitual é aquele que apresenta        conceitos mais inclusivos e abrangentes no topo e outros mais específicos e menos abrangentes        na base. Mas, rassalta­se, esse constitui apenas um exemplo, não havendo uma regra fixa que        obrigue a construção de um mapa conceitual que siga esse modelo ou outros. Entretanto, um        bom procedimento na construção de um mapa conceitual é acrescentar, na linha que une dois        conceitos, uma ou algumas poucas palavras­chave, compondo uma proposição, como ilustra a        Figura 3.1. Esse procedimento contribui para mostrar clareza na relação entre os dois conceitos        ligados na medida em que evidencia o foco da relação. E espera­se que com isso o autor do mapa        conceitual possa explicar a relação entre tais conceitos da maneira como ele a concebeu.  

Uma característica importante do mapa conceitual é o fato dele não ser auto­explicativo,        devendo, portanto, ser explicado por quem o produziu em um processo que é chamado de        externalização de significados. Moreira (2012) afirma que os mapas conceituais são bastante        adequados para esse processo e, além disso, propõe um roteiro de como produzir mapas        conceituais sem, no entanto, estabelecê­lo como uma receita única para sua elaboração.         Figura 3.1_​ ­ Dois conceitos relacionados através de uma linha contendo palavras chaves,  constitui o que se chama uma proposição.   

Ao construir­se um primeiro mapa conceitual, é aconselhável que a pessoa comece por        uma área de conhecimento que lhe é familiar  e, como a estrutura de um mapa dessa natureza        depende do contexto em que está inserido, identificá­lo com clareza contribuirá sobremaneira        para a execução da tarefa. Pode­se começar identificando um segmento de texto, aula de        laboratório, de campo ou um problema/questão que se deseja compreender. Novak e Cañas, em        seus trabalhos, também orientavam para se delimitar um domínio de conteúdo reduzido para os        primeiros mapas conceituais que o indivíduo viesse a fazer [NOVAK;CAÑAS, 2008]. A Figura        3.2 apresenta uma sequência de passos que podem ser seguidos para a elaboração de um mapa        conceitual (MOREIRA, 2012). 

3.3 Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa 

Vários autores se referem a técnica de utilização dos mapas conceituais em processos de        ensino e aprendizagem com vários objetivos, mostrando a grande versatilidade desses        instrumentos para auxiliar professores em suas tarefas cotidianas e na identificação da ocorrência        da Aprendizagem Significativa. Diz Moreira (1980): 

“Assim, a utilização de um mapa conceitual como um método avaliativo,        trata­se de uma técnica não tradicional e qualitativa, que busca observar        como o aluno estrutura, organiza, hierarquiza, integra e relaciona        conceitos de certa unidade de estudo, procurando obter evidências de       

Aprendizagem Significativa  _​. Deve ser utilizado preferivelmente quando        os alunos já possuem certa familiaridade com o conteúdo. Assim, os        mapas de conceitos são bons instrumentos para representar a estrutura        cognitiva do aluno, averiguando além dos subsunçores já existentes, as        mudanças que ocorrem na estrutura cognitiva durante a instrução.”       

[MOREIRA, 1980, p. 474] 

Mapas conceituais relacionam conceitos através de palavas­chave, oferecendo estímulos        aos estudantes para organizar sistematicamente os conteúdos aprendidos. Portanto, os mapas        conceituais podem ser utilizados como excelentes instrumentos que auxiliam os professores para        a promoção de uma Aprendizagem Significativa [FARIA, 1985]. 

Embora a proposta da utilização dos mapas conceituais como instrumentos facilitadores        do processo de ensino aprendizagem já exista há certo tempo [NOVAK e GOWIN, 1996]       _​apud 

Moreira (1986), ela ainda é pouco difundida. Acreditamos então, que é oportuno avançar nesse        campo propondo uma abordagem empregando mapas conceituais no ensino de conteúdos de        Cosmologia no nível do Ensino Médio. 

3.4 Aplicações no ensino 

Nesta seção analisamos alguns trabalhos da literatura que seguem a mesma linha dessa        dissertação, referentes ao uso dos mapas conceituais para finalidades aplicadas ao campo do        ensino de Física e de outras disciplinas do currículo de estudantes do Ensino Médio e Superior.        A finalidade das pesquisas foi predominantemente a de promoção e/ou avaliação da        aprendizagem, mas também há um trabalho voltado para a análise da construção das relações        entre os conceitos. Deste modo, nas sub­seções a seguir, são discutidos os trabalhos de duas        dissertações e dois artigos de periódicos brasileiros, com vistas  a demonstrar a ampla utilização        dos mapas conceituais em diferentes níveis de ensino, com variados objetivos educacionais e        acadêmicos. 

3.4.1 Promoção e avaliação da aprendizagem 

Maffra (2011), em sua dissertação de mestrado, faz um estudo em que visa demonstrar a        aplicabilidade dos mapas conceituais como uma estratégia adicional em um processo        didático­pedagógico, ou seja, a qual o professor pode lançar mão em suas atividades de ensino.   

Aplicando­se esta técnica aos alunos do curso de graduação em  Biologia do CEDERJ ,      1  pólo de Volta Redonda, Maffra (2011) destaca a relativa facilidade de elaboração de mapas        conceituais pelos estudantes, pois estes precisariam apenas de materiais simples como        lápis/caneta e papel. Diante dessa facilidade a autora evidencia que essa técnicanão é mais        amplamente utilizada pela  falta de material que possa ser utilizado como orientação teórica e        metodológica para a aplicação dessa técnica nas salas de aula. Ela buscou então: 

“(...]  _​aplicar, analisar e desenvolver estratégias diferenciadas de        aplicabilidade dos mapas conceituais (...) capazes de possibilitar sua       

utilização como uma ferramenta pedagógica geradora da       _​Aprendizagem  Significativa_​._​”  _​[MAFFRA, 2011, p.11]. 

A pesquisa conduzida por Maffra (2011) procurou verificar se ocorriam mudanças        significativas no conhecimento adquirido pelos  estudantes ao mesmo tempo em que a técnica        dos mapas conceituais era estudada como estratégia motivadora. A coleta de dados dessa        pesquisa transcorreu com a execução de várias tarefas de construção de mapas conceituais e        aplicação de questionários que, posteriormente, foram analisados em um enfoque        quali­quantitativo. 

Maffra (2011) conclui que os mapas conceituais podem funcionar como mobilizadores e        promotores de habilidades que permitam aos estudantes maior desenvoltura em processos de        leitura, escrita, e interpretação. Adicionalmente,  foi possível constatar  que a estratégia dos        mapas conceituais em um grupo de estudantes constitui­se numa atividade motivadora à        aprendizagem,  na medida em que facilita  a interação e as discussões em torno da negociação        dos significados dos conceitos adquiridos. 

Silva (2007), também em uma dissertação de mestrado, fez um estudo sobre a viabilidade        da utilização dos mapas conceituais como estratégia de promoção e avaliação da Aprendizagem        Significativa de conceitos de calorimetria nos estudos do Ensino Médio.  

Partindo da premissa de que a avaliação não é, ou não deve, ser um procedimento final        após um período de estudos, mas sim um meio pelo qual a aprendizagem é proporcionada, Silva        (2007) propõe os mapas conceituais como um material auxiliar que permita ao professor avaliar        a aprendizagem de seus alunos de modo mais consistente com a realidade. Observando que os        estudantes, embora obtenham notas satisfatórias em testes e provas, não conseguem formular        respostas aceitáveis para a explicação de determinados fenômenos sobre os quais são indagados,        Silva (2007) propõe as seguintes reflexões: 

“(...] _​para que avaliar ou por quê avaliar, se o julgamento que faço de        supostas aprendizagens não se reflete na forma de pensar e/ou interpretar        do aluno ? Estou avaliando corretamente ? Os alunos realmente        aprendem o que ensinamos em nossas aulas ? Então, levando em conta o       

contexto, as condições e abordagens nas quais o ensino é desenvolvido        (…), que procedimento seria capaz de promover e avaliar a        aprendizagem dos alunos ?” [SILVA, 2007, p. 13] 

Silva (2007) realizou sua pesquisa em duas turmas do 2º ano do Ensino Médio de uma        escola pública de Planaltina ­ DF, numa das quais foi aplicada a metodologia com a utilização        dos mapas conceituais de acordo com a Teoria da Aprendizagem Significativa de Ausubel        (turma experimental) e na outra não (turma de controle). As aulas em ambas as turmas foram dos        tipos expositiva e experimental sendo que a técnica dos mapas conceituais foi aplicada apenas na        turma “experimental”. 

A coleta de dados nesse trabalho envolveu a aplicação de testes prévios, pós­testes,        construção de mapas conceituais pelo grupo experimental, aplicação de provas, preenchimento        de um “diário de bordo” e o preenchimento de um questionário de opinião dos alunos do grupo        experimental. 

Nas suas conclusões Silva (2007) comenta os resultados efetivamente alcançados em        relação à  aprendizagem dos estudantes. Embora mencione que essa aprendizagem tenha ficado        aquèm do esperado, apontando como possível causa para isso o pouco tempo de aplicação da        técnica, os estudantes conseguiram montar mapas conceituais com boa diferenciação progressiva        e integração reconciliativa de conceitos, o que mostrou que havia a ocorrência da Aprendizagem        Significativa.   

A partir do trabalho desenvolvido por Silva (2007) constatamos      que os mapas      conceituais podem ser instrumentos úteis tanto na promoção quanto na avaliação da        Aprendizagem Significativa. Por meio da análise das respostas dos questionários, Silva (2007)        também mostrou que alguns alunos começaram a desenvolver o processo de meta­aprendizagem        quando os mesmos avaliaram seu desempenho, associando sua evolução à construção destes        mapas. A Aprendizagem Significativa, segundo o autor, não se mostrou tão evidente em todos os        mapas produzidos, mas foi possível notar uma melhor estruturação e inter­relação de conceitos        desenvolvidos ao longo das aulas, que só não foram melhores devido a falta de maturidade,        natural dos estudantes, para trabalhar com essa técnica. 

Almeida e Moreira (2008) pesquisaram as dificuldades dos estudantes de graduação em        Física na assimilação de conceitos de óptica Física. Nesse trabalho os autores consideraram a        influência das concepções alternativas dos estudantes em seu processo cognitivo e o uso dos        mapas conceituais como facilitadores da aprendizagem desse conteúdo. Para tanto foi comparado        o tipo de aprendizagem demonstrada por dois grupos de alunos no estudo de Óptica Física: um        grupo, denominado experimental, com o qual utilizou­se de mapas conceituais para o estudo        desse assunto, e outro grupo, denominado de comparação, com o qual foi utilizada uma        metodologia de ensino tradicional. 

A pesquisa envolveu, inicialmente, 125 estudantes dos quais 61 eram graduandos do        curso de Física, que constituiu o grupo experimental, e 64 eram graduandos do curso de        engenharia, que constituiu o grupo de comparação. Ambos os grupos já haviam se submetido aos        estudos de óptica Física anteriormente. A primeira coleta de dados foi feita no início do período,        à título de teste prévio, e consistiu na aplicação de um questionário do tipo “papel e lápis” com        20 questões conceituais. O mesmo questionário, porém com alteração na disposição das questões        e dos ítens de resposta, foi novamente aplicado no final do semestre, com o objetivo de fazer        uma nova coleta de dados para que fosse possível comparar as evolução do desempenho dos dois        grupos analisados. 

Somente o grupo experimental foi submetido à elaboração dos mapas conceituais. Para        construir seus mapas, os estudantes tinham como critério único utilizar o conteúdo trabalhado        nas aulas anteriores. Na aula seguinte à construção dos mapas conceituais, os estudantes ficavam        incumbidos de apresentá­los, momento no qual também se fazia a discussão dos conceitos que        constituíam as proposições. Após as apresentações era permitido que os estudantes modificassem        seus mapas. A construção de cada mapa conceitual permitiu saber quais os conceitos que os        estudantes foram capazes de construir sem intervenções especiais. 

Tanto na análise quantitativa como na qualitativa dos dados obtidos com os pré e        pós­testes, Almeida e Moreira (2008) concluem que o melhor desempenho do grupo        experimental pode ser atribuído ao fato deste ter utilizado como estratégia de ensino a técnica do        mapeamento conceitual. 

O objetivo principal da pesquisa de Almeida e Moreira (2008) foi investigar se os mapas        conceituais poderiam funcionar como instrumentos facilitadores da Aprendizagem Significativa        de conceitos relacionados ao tema óptica Física, bem como identificar a mudança conceitual em        relação às concepções alternativas dos estudantes sobre o comportamento ondulatório da luz.        Com base nos resultados obtidos, os autores concluem que o mapas conceituais são        potencialmente eficazes no processo de Aprendizagem Significativa dos conteúdos de óptica        Física, assim como podem funcionar também como facilitadores da identificação das        dificuldades que prejudicam os estudantes na aprendizagem desses conceitos. Os autores        concluem também que, embora o fator mais importante para a aprendizagem seja que o        conhecimento prévio do aluno interaja com os conhecimentos novos, para que ocorra mudança        conceitual e Aprendizagem Significativa é essencial que o aluno se engage de forma ativa no        processo de ensino aprendizagem.   

3.4.2 Relações Conceituais 

Nesta sub­seção apresentamos um estudo realizado por Cicuto e Correia (2012) sobre as        relações conceituais presentes  nos mapas conceituais, a qual eles chamaram de “análise de        vizinhança”. De fato, os mapas conceituais podem revelar inúmeras informações sobre a        compreensão dos estudantes em relação ao tema mapeado em um nível latente, isto é, além do        que parece ser óbvio quando se observa o mapa conceitual pelas suas características visuais        como as proposições que os compõem e as palavras ou expressões que as ligam e dão sentido a        elas.  

A técnica de avaliação proposta por Cicuto e Correia (2012) visa ir além da análise        estrutural ou proposicional como normalmente são avaliados os mapas conceituais. Entretanto,        para que essa técnica seja efetivada, a construção dos mapas conceituais deve ser planejada com        base em uma pergunta focal e um conceito obrigatório, designado criteriosamente pelo professor.        À partir dessas considerações iniciais e após os mapas prontos, os autores analisaram como os        estudantes conseguiram estabelecer as relações conceituais agregando “conceitos vizinhos” (CV)        ao “conceito obrigatório” (CO). 

Um critério básico para a aplicação da técnica da análise de vizinhança na avaliação da        aprendizagem por meio da construção dos mapas conceituais é exigir do mapeador o uso do        “conceito obrigatório”, um conceito privilegiado, estabelecido pelo professor pois, sob essa        circunstância, “o esforço cognitivo imposto aos alunos é mais sofisticado do que aquele que é        usualmente  necessário  para  obter  bom  desempenho  em  provas  tradicionais  [CICUTO;CORREIA, 2012].” A maneira como o mapeador utiliza e dispõe o conceito        obrigatório e a ele relaciona conceitos vizinhos pode demonstrar com que importância o conceito        obrigatório é trabalhado ao longo da construção do mapa conceitual e, por conseguinte, qual foi a        importância cognitiva que esse conceito recebeu. Além disso, a relevância que esse conceito        apresenta no mapa pode facilitar a presença da diferenciação progressiva e/ou da integração        reconciliativa. 

A coleta de dados realizada por Cicuto e Correia (2012) se baseou na produção de 69        mapas conceituais construídos individualmente durante a aula da disciplina Ciências da        Natureza. O conceito obrigatório selecionado pelo professor, um dos autores deste artigo, foi        “dispersão” sendo utilizado em associação à questão focal:      _​“_​Como o desenvolvimento      científico­tecnológico se relaciona com as mudanças climáticas?”. As aulas da disciplina        ocorreram ao longo de um semestre letivo e contaram também com um período de preparação e        treinamento para a construção de mapas conceituais. O material potencialmente significativo        utilizado nas aulas foram notícias da mídia, animações, imagens de satélite e        vídeos­documentários. 

Na _​análise dos mapas conceituais Cicuto e Correia (2012) levaram em consideração        quatro deles com o objetivo de evidenciar de que maneira o conceito obrigatório (“dispersão”)        foi relacionado com os conceitos vizinhos, demonstrando os padrões típicos encontrados com a        análise de vizinhança. Dessa análise os autores constataram nos mapas selecionados dois grupos        padrões principais: um com grande número de proposições e outro com número reduzido de        proposições que fazem relação direta com o conceito “dispersão”.  Com essa análise foi possível          observar que os mapas conceituais com maior número de proposições relacionando conceitos        vizinhos diretamente ao conceito obrigatório não são necessariamente bons mapas, pois as        associações realizadas não guardavam relação com construções aceitáveis dos conceitos dentro