Autores

Henrique Cunha Basilio, J. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO) ; Correa Lacerda, T. (INSTITUTO FEDERAL DO RIO DE JANEIRO) ; da Silva Menezes, R. (INSTITUTO FEDERAL DO RIO DE JANEIRO)

Resumo

Este trabalho é o recorte de uma avaliação aplicada à turma de Tópicos de Radiação Nuclear, da Licenciatura em Química do IFRJ, a qual foi baseada na metodologia Predizer, Observar e Explicar (POE), a qual tem como princípio fazer com que os estudantes dominem os conceitos almejados por meio do conflito, ao os avaliar antes que tenham contato com o fenômeno científico e após. Nesta análise, fizemos o recorte de um dos pares de perguntas característicos do POE, aquele em que nenhum dos alunos respondeu à pergunta da etapa de Explicação em acordo com a literatura. Desse modo, os autores decidiram investigar o motivo disso ter ocorrido, buscando a elucidação desse problema ao analisar possíveis erros na aplicação à luz da teoria da mediação e da Zona de Desenvolvimento Proximal de Lev Vygotsk

Palavras chaves

POE; Metodologia Ativa; Radiação

Introdução

A experimentação é considerada uma importante ferramenta na aprendizagem científica. Contudo, muitas vezes as aulas práticas são aplicadas segundo o modelo receita de bolo: o aluno é inserido em um ambiente controlado, com um roteiro a ser seguido. Desse modo, o momento da realização do experimento passa a ser uma atividade de coleta de dados. Não há apreensão, análise de resultados e avaliação destes (DOMIN,1999). Uma forma de trabalhar em contrapartida a esse modelo mecanicista, é a partir de metodologias ativas de ensino, dentre as quais há as baseadas em problemas. Metodologias baseadas em problemas são aquelas em que o discente é posto em confronto com uma problemática, real ou baseada na realidade, e deve resolvê-la com base em conceitos e entendimentos desenvolvidos por ele próprio ao longo da aplicação do método. Uma vez que o sujeito é participante ativo de seu processo de aprendizagem, é necessário que a confrontação a que é submetido, ou seja, a situação-problema, deve, necessariamente, envolver conceitos pré-existentes na malha cognitiva do estudante, os quais, ao se mostrarem insuficientes à resolução a que deve chegar. Isso é importante, pois informações arraigadas ao aprendiz só são substituídas por meio do conflito. Esse tipo de abordagem torna-se interessante, pois leva em conta a parte mais importante na trajetória de ensino-aprendizagem, que são as informações que o estudante traz consigo. Desse modo, pode-se inferir que a aprendizagem de um conceito é considerada significativa, ou seja, é imbuída de sentido, quando a informação se relaciona, de modo não arbitrário, às já existentes no cognitivo do sujeito, de modo tal que o indivíduo seja capaz de interligar informações cujos sentidos, quando ligados, constituam uma rede. Assim sendo, pode-se dizer que conceitos anteriormente aprendidos “ancoram” os novos (AUSUBEL 1963, Apud: MOREIRA, CABALLERO; RODRIGUES, 1997; MORENO; REIS; CALEFFI, 2016; SCHNETZLER, 1992). Dentro desse contexto, há a metodologia desenvolvida por Gunstone e White(1981): POE, sigla para Prever, Observar e Explicar. Resumidamente, o método consiste numa aplicação de três etapas, em que a primeira, trata-se de uma avaliação prévia dos conhecimentos do discente acerca do assunto abordado: para essa verificação, geralmente aplica-se um questionário, o qual não é antecedido por nenhum tipo de explicação. Em seguida, há a observação: momento em que o estudante é posto em conflito com o que traz consigo, já que observa o conceito, por meio da experimentação ou demonstração. É aqui que o sujeito em aprendizagem percebe, geralmente, que suas informações não são suficientes para lidar com o problema. Por fim, há a Explicação, que consiste, na maior parte dos casos, em um segundo questionário, mais aprofundado que o primeiro, mas ainda assim sobre o mesmo tema, que visa construir e alicerçar o entendimento sobre o fenômeno estudado(SCHWAHN; SILVA; MARTINS,2007). O método POE mostra-se presente em trabalhos da área de ensino de ciências. Na Química, encontram-se algumas abordagens. Oliveira (2003) utilizou-se, além de outras metodologias, da Previsão, Observação e Explicação num estudo de caso em que pretendia averiguar, ao longo das aulas de Química para uma turma de terceiro ano, a Lei Genética Geral do Desenvolvimento Cultural, de Vygotsky. Schwahn, Silva e Martins(2007) aplicaram a abordagem numa turma de Licenciatura em Química. Outras abordagens são encontradas nas áreas da física e da Biologia (HILÁRIO, 2015; AZEVEDO; RODRIGUES; NEIDE, 2017; NICOLAU; SANTOS; LAUDARES, 2017; FIDELIS et al, 2019). Se o que o aluno traz consigo e o conflito entre isto e a realidade é a parte mais importante no processo de aprendizagem (AUSUBEL, 1963), não se pode deixar de apontar que um fator crucial para que isso ocorra é a mediação, conceito postulado por Vygotsky (2007), e que busca explicar que o desenvolvimento das funções psicológicas superiores, como por exemplo a aprendizagem e aplicação de conceitos científicos, depende principalmente da mediação, haja vista que a interação com o mundo não ocorre por relações diretas, mas por meio da interação com objetos materiais, que podem ser compreendidos como o processo de experimentação ou observação do fenômeno; e objetos psicológicos, aqui entendidos como os conceitos que norteiam o referido fenômeno. Com este trabalho, procurou-se mostrar a importância da mediação em uma aplicação do método Prever Observar e Explicar (POE) para a turma de Tópicos em Radiação Nuclear de 2019.1 da Licenciatura em Química do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro - Campus Duque de Caxias (IFRJ-CDUC). Destarte, tem-se a intenção gerar a reflexão sobre a importância do papel docente no processo de ancoragem do discente. Ou seja, questionar qual a importância de se guiar o olhar do aluno em um contexto de autonomia na aprendizagem promovida pela metodologia ativa (AUSUBEL 1963, Apud: MOREIRA, CABALLERO; RODRIGUES, 1997; VYGOSTKY)

Material e métodos

Este trabalho é o recorte de uma avaliação feita para uma turma da Licenciatura em Química do IFRJ - CDUC. Em específico, o enfoque é dado a um par de perguntas (previsão/explicação) do método POE aplicado àquela turma. Nesta aplicação da metodologia, foi utilizado, na etapa de observação, um tubo de acrílico de 2 m x 15,5 cm x 1cm. Acoplado ao tubo, havia uma bomba de vácuo e um vacuômetro. No interior da tubulação, havia um Geiger Müller e pedras de rejeito da única mina de urânio em atividade no Brasil, Caetitè (INB, 2000). Por se tratar de uma fonte radioativa natural, não foi necessário adquirir uma permissão para seu manuseio, haja vista que a atividade é baixa demais para oferecer riscos à saúde (AL-AZMI, MUSTAPHA; KARUNAKARA, 2012). O esquema utilizado pode ser visto na Figura 1. O experimento consistiu na medição, com o Geiger, da radiação emitida pelas pedras da mina de Caetitè em três diferentes pontos do tubo: entrada, meio e parede (ou fim da tubulação). Essa medição foi feita em duas situações: sem e com a aplicação de vácuo parcial no interior do cilindro (retirando-se por volta de 500 mtorr do interior do ambiente). Os discentes receberam, primeiramente, uma lista de perguntas, as quais configuraram a etapa de predição do método, que tinham a intenção de verificar os conhecimentos prévios dos alunos, antes de realizar as experimentações, que foram a etapa de Observação do POE, a qual foi sucedida por outras questões, mais elaboradas que as primeiras, mas ainda assim referentes ao mesmo tópico. Para a etapa de observação, considerando-se que eram alunos de graduação, não foi entregue a eles um roteiro. Pediu-se apenas que separassem para essa etapa uma folha em branco e anotassem tudo aquilo que considerassem como relevante ao desenrolar da experimentação. Entre os quatro pares de perguntas que os discentes deveriam responder antes e após a experimentação, um deles gerou a problemática a que este trabalho se propõe a avaliar: Previsão: No caso de um acidente nuclear numa área aberta, como uma cidade ou o campo, você acredita que há uma rota de fuga que seja mais vantajosa? Se sim, qual? Explicação: No momento em que a bomba de vácuo havia sido desligada, o marcador do vacuômetro indicava que haviam sido retirados do interior do cilindro 500 mtorr de pressão interna; a contagem, porém, foi aferida quando o ponteiro estava sobre a marca de 300 mtorr. Por que isso foi feito? O objetivo desse par de perguntas era mostrar a relação que há entre a propagação radioativa e a circulação de ar no ambiente, um conhecimento de grande importância no que tange à proteção radiológica. Participaram da dinâmica deste trabalho seis alunos da matéria optativa Tópicos em Radiação Nuclear. Cada aluno participante, nesta etapa, será identificado com uma letra, que vai de A a F. Para cada objetivo, haverá um quadro com as respectivas perguntas, e a resposta de cada aluno, para que haja uma melhor visualização dos dados durante as discussões.

Resultado e discussão

Primeiramente, serão apresentados os conceitos e fundamentos científicos por trás da pergunta selecionada neste trabalho, cujo objetivo era mostrar que em caso de acidentes nucleares, deve-se seguir na direção contrária à corrente de ar, já que esta carrega as emissões radioativas, como a bomba fez durante o tempo que estava ligada. Após a bola de fogo de uma explosão de uma bomba nuclear, os emissores de radiação podem ser carregadas por milhares de quilômetros com as correntes de vento, em que os particulados mais pesados caem mais rapidamente ao solo e os mais leves podem ficar suspensos no ar por até mesmo semanas (PÖLLÄNEN et al, 1995). Sabe-se que o vento e as correntes de ar têm o maior impacto na direção da nuvem radioativa oriunda de acidentes nucleares em usinas ou bombas atômicas. A direção e a velocidade do vento determinam a extensão e o tamanho da contaminação da massa de radiação. Pela velocidade das correntes, é possível até mesmo predizer com que velocidade determinada área será contaminada (TODOROV; ALEXEEVICH, 2019). Destarte, à pergunta “No caso de um acidente nuclear numa área aberta, como uma cidade ou o campo, você acredita que há uma rota de fuga que seja mais vantajosa? Se sim, qual?”, as respostas deveriam versar sobre escapar para o lado contrário ao vento. Já para “No momento em que a bomba de vácuo havia sido desligada, o marcador do vacuômetro indicava que haviam sido retirados do interior do cilindro 500 mtorr de pressão interna; a contagem, porém, foi aferida quando o ponteiro estava sobre a marca de 300 mtorr. Por que isso foi feito?”, deveria ser feita a consideração de que enquanto a bomba estava ligada, é como se estivesse sendo gerada uma corrente de ar no sentido externo ao tubo, a qual “sugava” o radônio para fora, de modo que após desligada a bomba, dever-se-ia esperar mais alguns instantes, o tempo levado para o cursor do vacuômetro passar de 500 para 300 mtorr. Esse tempo foi necessário pois ao desligar a bomba, há a presença de uma nova corrente de ar, dessa vez no sentido interno ao tubo, a qual tenta igualar as pressões de dentro e de fora do tubo. Já com 300 mtorr essa corrente é imperceptível para o ambiente interno, o que explica as contagens da entrada e do final do tubo se igualarem. No Quadro 1, há a relação das respostas dadas pelos discentes em ambas as fases. Instintivamente todos os discentes consideraram que a rota de fuga mais eficaz seria aquela mais distante possível da fonte emissora. Entretanto, nenhum deles levou em consideração os fatores meteorológicos, dentre os quais, as correntes de ar são os principais fatores de mudança de direção da nuvem radioativa. O aluno D, assim como na questão anterior de previsão, não entende a emissão como a liberação de uma partícula seguida de uma onda eletromagnética (BROWN; LEMAY; BURSTEN, 2005), mas sim como diferentes eventos. Para F, o fato de se propagar no ar não necessariamente implica em encontrar obstáculos, que nesse caso seriam as próprias correntes de vento. É como se, na cabeça do aluno, não houvesse obstáculos às emissões. Por mais que as radiações gama ultrapassem grande parte dos obstáculos, ainda assim quanto menor a incidência de agentes ionizantes no corpo, menor a atividade recebida, o que diminui com a distância. Na etapa de explicação, nenhum aluno respondeu em conformidade à literatura. Talvez faltou aos avaliadores dar mais ênfase à questão de que a bomba de vácuo funcionava como uma corrente de ar e que, enquanto ligada, puxava para si o radônio emitido, o que indica que faltou direcionar o olhar dos alunos para a experimentação, haja vista que os autores não entregaram um esquema do que se olhar durante a experimentação. De todo modo, acredita-se que houve falta de uma mediação mais eficaz: a começar pela ausência de um roteiro na etapa de observação. Por mais que se tratem de discentes de um curso de graduação, ainda assim estavam no processo de ensino- aprendizagem. Desse modo, acredita-se que deveria ter havido, por parte dos avaliadores, um maior cuidado quanto à atenção dos estudantes à ocorrência do fenômeno científico em análise. Afinal, ainda que as informações prévias que o estudante traga consigo sejam o pilar mais importante para que ocorra a aprendizagem, uma vez que permite que uma nova informação seja inserida na malha cognitiva por meio do conflito, que é a forma mais eficaz de aprendizagem significativa, já que permite que determinado conceito seja adquirido gradualmente, a partir da percepção de que aquilo que se trazia anteriormente não é eficaz para se resolver um problema, ainda assim, deve- se direcioná-los para o ponto que se considera crucial ao desenvolvimento do conflito (AUSUBEL 1963, Apud: MOREIRA, CABALLERO; RODRIGUES, 1997; MORENO; REIS; CALEFFI, 2016; SCHNETZLER, 1992). Afinal, por se tratar de um experimento com o qual os discentes não tiveram contato prévio, pode-se considerar que não tinham a autonomia necessária para avaliar o que de fato era de suma importância, competindo ao professor direcioná-los a isso, no que seria uma situação análoga ao que dizia Vygotsky (2007) acerca de zona de desenvolvimento proximal, que é o estágio da aprendizagem em que o sujeito só consegue realizar determinada tarefa com a ajuda de alguém mais experiente, no caso de uma sala de aula, essa figura recai sobre o professor. O chamado desenvolvimento real, parte do processo de aprendizagem em que o sujeito é capaz de realizar as tarefas sem auxílio, só é atingido por meio da Zona de Desenvolvimento proximal. Com isso, pode-se inferir que o desenvolvimento da função psicológica superior da aprendizagem e, por conseguinte, do entendimento da experimentação, depende principalmente da mediação, haja vista que, como dito na seção de Introdução, a interação com o mundo não ocorre por relações diretas, mas por meio da interação com objetos materiais, o processo de experimentação; e objetos psicológicos, os conceitos que norteiam o referido fenômeno, os quais são inseridos por meio da figura do professor. (VYGOTSKY, 2000). Essa inserção é feita a partir da mediação, que aqui poderia ter sido mais eficaz ao se a aplicar um modelo escrito de anotações para a etapa de observação, ou mesmo ter dividido os alunos em dois grupos, instigando-os a debaterem pontos chave da experimentação, a qual poderia ter sido interrompida nesses momentos a fim de se garantir que houvesse a apreensão necessária para gerar o conflito. (O quadro com a relação das perguntas e respostas não foi aceito pelo sistema do evento)

Figura 1:

Figura 1: Tubo de acrílico e bomba (parte superior), amostras (à esquerda) e contador Geiger (à direita). Fonte própria

Conclusões

Para que se haja internalização dos objetos materiais e psicológicos, os quais são imbuídos de significados sociais, faz-se necessária a mediação de alguém mais experiente – a figura do professor (VYGOTSKY, 2000). Desse modo, para que ocorra o processo de ensino-aprendizagem, é necessário que o docente elabore ações que dirijam o olhar do discente ao tópico a ser apreendido (GALUCHI; SFORMI, 2009). Analisando-se o ensino-aprendizagem sob essa perspectiva, percebe-se que houve, durante a observação e execução do experimento, uma ação maior dos docentes, haja vista que se os discentes fossem melhor direcionados, com perguntas também na etapa de observação, as quais induzissem a consciência dos alunos, estes pudessem chegar mais facilmente a uma assimilação capaz de fazê-los apreender o conceito. O aparato experimental utilizado foi de grande serventia aos propósitos da pesquisa. As fontes radioativas naturais podem ser utilizadas por qualquer professor, contudo, a utilização dos outros utensílios só se torna possível em instituições equipadas ou por meio de financiamentos de pesquisa, como foi o caso deste trabalho, realizado unicamente graças às verbas à iniciação científica e da colaboração de outros pesquisadores. Ainda assim, trata-se de um método eficaz, pois, graças a seu aparato tecnológico, mostra conceitos os quais são muito abstratos, como a atividade radioativa. Com a instrumentação, torna-se possível mostrar aos discentes a ocorrência do fenômeno. Contudo, é importante salientar que os equipamentos e o método, por mais eficazes que sejam, precisam estar acompanhados de um planejamento cuja mediação do docente tenha um lugar central, uma vez que nesse contexto de metodologia ativa não há a característica de transmissão de conteúdo, mas sim de sua aquisição de modo autônomo por parte dos alunos. Destarte, é a partir da mediação que o docente irá focar a atenção dos aprendizes ao que é mais importante: o conflito com as informações adquiridas anteriormente.

Agradecimentos

Agradeço a CAPES, CNPQ, FAPERJ ao IFRJ e a participantes da pesquisa.

Referências

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