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O USO DE ANALOGIA PARA AUXILIAR NA APRENDIZAGEM DE CONCEITOS ENVOLVIDOS NA TEORIA MICROSCÓPICA DA CONDUÇÃO ELÉTRICA. Professor: Renato Fumagalli Miranda. Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática. Mestrando: Renato Fumagalli Miranda
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O USO DE ANALOGIA PARA AUXILIAR NA APRENDIZAGEM DE CONCEITOS ENVOLVIDOS NA TEORIA MICROSCÓPICA DA CONDUÇÃO ELÉTRICA Professor: Renato Fumagalli Miranda
Mestrado Profissionalizante em Ensino de Física e de Matemática Mestrando: Renato Fumagalli Miranda Orientador: Prof. Dr. Gilberto Orengo de Oliveira
Roteiro da Atividade • Fundamentos Teóricos • Teoria da Aprendizagem Significativa • A Analogia no Ensino de Ciências • Levantamento dos conhecimentos prévios dos alunos • Atividade baseada em analogia • Considerações Finais
Teoria da Aprendizagem Significativa A teoria concebida por David Paul Ausubel (2003) é construtivista cognitivista e descreve o processo de como o aprendiz adquire novos conceitos e de que forma ele os organiza na sua estrutura cognitiva. Descreve ainda os processos de aprendizagem tais como eles acontecem no cotidiano dos professores e alunos. “Se tivéssemos que reduzir toda a psicologia educacional a um só princípio, diríamos o seguinte: o fator singular mais importante que influencia a aprendizagem é aquilo que o aprendiz já sabe. Descubra isso e ensine-o de acordo” (AUSUBEL, NOVAK, HANESIAN, 1980, p.137)
A obtenção de novos conceitos a partir de um material potencialmente significativo requer que o material se relacione de forma não arbitrária e não literal com a estrutura cognitiva do aprendiz, e o aprendiz deve ter estruturas cognitivas especializadas (subsunçores), para estas relacionaram-se com o novo material.
Na aprendizagem significativa podem ocorrer alterações tanto nas informações quanto no “aspecto especificamente relevante da estrutura cognitiva, à qual estão ligadas as novas informações”. (AUSUBEL, 2003, p.3). As novas ideias interagem, geralmente, a um conceito ou a um conhecimento específico da estrutura cognitiva do aprendiz. A este conhecimento preexistente Ausubel chama de subsunçor. Tal interação não ocorre de forma unilateral. Durante o processo de ancoragem o aprendiz vai dar significado a esta nova informação. Logo, ocorre uma alteração no subsunçor, tornando-o mais inclusivo e organizado.
Como facilitador para esta ancoragem Ausubel (2003) sugere a utilização de organizadores prévios. Estes são estruturas que ajudam a conectar aquilo que os alunos já sabem com as novas ideias que ele necessita aprender. Para Ausubel eles “consistem no material introdutório a um nível mais elevado de abstração, generalidade e inclusão do que a própria tarefa de aprendizagem.” (op. cit., p. 65). A sua função é fornecer ancoragem para a inclusão e fixação de materiais mais específicos e diferenciados que resultam do processo de aprendizagem, e também têm a finalidade de ressaltar a diferenciação entre processo e os conceitos preexistentes na estrutura cognitiva.
Na falta de subsunçores mais inclusivos sugere-se empregar os organizadores prévios. Para que eles possam incluir novos conceitos ancorados ou modificá-los, devem possuir um grau maior de abstração, generalidade e inclusão do que os materiais a serem apreendidos.
O material deve ser organizado de forma lógica e ter facilidade em relacionar-se com as estruturas cognitivas do aprendiz de modo não literal e não arbitrário. (Potencialmente significativos) • O aprendiz deve demonstrar interesse em “relacionar de maneira substantiva e não-arbitrária o novo material, potencialmente significativo, à sua estrutura cognitiva.”(MOREIRA, 1999, p.156)
As analogias devem ser utilizadas em sala de aula para auxiliar a exemplificar, mais concretamente, um conceito ou fenômeno. Esta ferramenta pedagógica será mais eficaz se englobar elementos conhecidos dos alunos e se seus atributos forem precisamente identificados. As analogias têm a capacidade de trazer ao aluno imagens mentais familiares que auxiliam na transferência de conceitos desconhecidos por parte dele.
Critérios para a escolha das analogias: • Deve conter elementos do cotidiano do aluno; • Ela deve ser palpável e representada por uma imagem ou algo concreto; • Não colocar todas as características da situação alvo. • O análogo e o alvo devem ser nem muito semelhantes nem muito diferentes; • Evitar usar analogias que possam gerar concepções alternativas.
Modelo TWA (Teaching-with-Analogies) • Introduzir o conceito-alvo a ser estudado. • Apresentação da situação análoga. • Identificar as características relevantes do análogo. • Mapear as semelhanças entre o analógico e alvo. • Identificar as situações não se pode mapear. • Fazer considerações sobre o que o conceito destino trata.
Logo no início das aulas os alunos devem responder a um questionário para que o professor titular da disciplina possam identificar os conhecimentos prévios da turma. O referido questionário, cujas respostas servem para delinear as atividades subsequentes, pode conter as seguintes questões:
Escreva o que você conhece sobre o tema em questão: • O que você entende por carga elétrica? • A carga elétrica obedece ao princípio de conservação? Se sim como? • A carga elétrica é discretizada e quantizada? (Isto é, a carga elétrica só existe em valores múltiplos inteiros de uma carga elementar, não sendo possíveis valores fracionários?). • Qual a origem do campo elétrico? Ou quais as origens, caso seja mais de uma?
O que você entende por corrente elétrica? • Como se estabelece uma corrente elétrica? • Como você compreende uma resistência elétrica? • Desenhe uma corrente elétrica estabelecida, com uma visão microscópica.
Logo antes de iniciar o conteúdo sobre “Corrente Elétrica” convide os alunos a responder a um segundo questionário, onde há questões mais específicas sobre a teoria microscópica da condução elétrica. Escreva o que você conhece sobre o tema em questão: • Que é o portador de carga em um metal?
Representar o elétron no interior do metal: • Sem a presença de um campo elétrico; • Com a presença de um campo elétrico. • Qual é a velocidade do elétron no vácuo? • Em um corpo metálico a velocidade de migração dos elétrons é da ordem de 10-3 m/s. Por que o valor pequeno comparado com a do item 3? • Faça um esquema representando (desenho) a sua resposta anterior.
Utilizando-se das respostas dos dois primeiros questionários o professor pode identificar qual o conhecimento que os alunos já possuíam e a partir dele introduzir os conceitos sobre a teoria microscópica da condução elétrica. Foi feita uma retomada nos conceitos de corrente elétrica e da lei de Ohm já vistos anteriormente e os alunos foram estimulados a comentar as respostas dos questionários. Principalmente na questão 04 do segundo questionário, eles foram incentivados a pensar na estrutura atômica do condutor metálico e estabelecer hipóteses de por que a velocidade de deriva dos elétrons é muito menor no interior de um condutor metálico do que no vácuo.
Identificar as características relevantes do análogo Esta etapa pode ser concomitante com a anterior, pois no momento em que se executa a apresentação da situação análoga, os alunos já podem ir identificando as características mais relevantes do análogo. É interessante que estas etapas sejam realizadas em grupos, pois isso servirá também para a socialização das ideias e o seu complemento com disfunções.
Mapear as semelhanças entre o analógico e alvo De posse de uma ficha e depois da discussão em grupo, os alunos mapearam as semelhanças entre os elementos do análogo e da situação alvo.
Identificar as situações que não se podem mapear Nesta etapa os alunos deveriam relacionar as divergências entre a analogia e a situação alvo. Para tanto foram convidados a preencher a ficha abaixo.
Fazer considerações sobre o que o conceito destino trata A seguir serão reproduzidas as respostas das questões. • Como é o comportamento dos elétrons no interior de um condutor metálico sem a presença de um campo elétrico? • Ocorre alguma alteração no comportamento dos elétrons no interior de um condutor metálico, com a presença de um campo elétrico?” Iniciaremos com as respostas dos alunos 06, 07, 08 e 09.
Avaliando as respostas dos questionários notou-se o quanto os alunos têm dificuldades em visualizar ou montar um esquema sobre um fenômeno microscópico. Isso pode ser creditado ao fato de não visualizarem o fenômeno ou não conhecerem uma situação semelhante que lhes permita esta visualização. Neste ponto a utilização de analogia mostrou-se de grande valia, pois auxiliou alunos a visualizar uma situação semelhante que represente o fenômeno.
Quando da aplicação do trabalho na parte que trata sobre analogia, foram utilizadas as seis etapas sugeridas no modelo TWA (alterado), o que desacelerou um pouco o fluxo do trabalho. Em futuras implementações sugere-se utilizar os três momentos essenciais que Olivia (2001) propõe para o processo de aprendizagem com analogia.
“Analogia e simulações sem dúvida tornam o conhecimento palpável e mais tarde sólido”.
