Uma experiência utilizando Instrução por Pares no ensino de Física no Ensino Superior no Brasil

## Uma experiência utilizando Instrução por Pares no ensino de Física no Ensino Superior no Brasil

## An experiment using Peer Instruction in Physics lectures in a graduate course in Brazil

## Júlia Esteves Parreira , 1

1 Faculdade Estácio do Recife, PE, juliaparreira@gmail.com

## Resumo

Apresento aqui o relato de uma experiência do método de Instrução por Pares (IP) realizada em 2012 em uma faculdade particular do Recife, PE. Este método foi proposto pelo professor Eric Mazur em 1991 e vem sendo utilizado e remodelado desde então. O método difere do modelo de aula expositiva tradicional, no qual o estudante assiste passivamente à aula, ao invés disso os estudantes são levados a discutir entre si questões referentes ao assunto da aula, e efetivamente todos os estudantes passam a participar de forma ativa da aula. Um teste de conhecimentos do assunto que trabalhado foi aplicado no início e ao final do curso, a fim de avaliar o ganho de conhecimento que os estudantes tiveram. O teste aplicado foi o FCI. Além disso, também foi aplicado um questionário no qual os estudantes foram convidados a avaliar as aulas ministradas através do método IP. Os resultados do teste FCI evidenciaram melhora no conhecimento dos estudantes a respeito do assunto da disciplina, embora os resultados absolutos tenham sido muito baixos. Tendo sido o primeiro semestre dessa experiência, fica difícil avaliar o resultado do teste FCI, embora haja muitos trabalhos relacionados a ele na literatura, nenhum foi feito em condições semelhantes a este de forma a ser uma boa base para comparação. A avaliação por parte dos estudantes foi positiva, eles se mostraram animados em relação às aulas. A maior parte sugeriu que as aulas continuassem sendo ministradas nesse estilo e apenas um, embora tenha dito que gostasse do novo estilo de aula, disse que preferia que todas as aulas fossem expositivas.

Palavras-chave : instrução por pares, FCI, ensino tradicional versus novos paradigmas de ensino-aprendizagem.

## Abstract

I present here the report of an experience of the method of Peer Instruction (PI) deployed in 2012 in a private college in Recife, PE. This method was proposed by Professor Eric Mazur in 1991and has been used and refurbished since then. The method differs from the traditional lecture model, in which students passively watch the class, instead the students are brought together to discuss issues relating to the subject class, and indeed all students participate actively in class. A test of knowledge was applied at the beginning and at the end of the course in order to evaluate the gain of knowledge that students had. The test

used was the FCI. In addition, a questionnaire was applied in which students were asked to assess the lessons taught through the IP method. The FCI test results showed improvement in students' knowledge on the subject of discipline, though the absolute results have been very low. Having been the first time that this experience was made in this institution, it is difficult to assess the FCI test result, although there are many works related to it in literature, none has been done under conditions similar to this in order to be a good basis for comparison. The evaluation made by the students was positive; they showed excited about the classes. The majority said that classes should being taught in this style and only one, though he said he liked the new style of class, said he preferred that all classes were lectures.

Keywords : peer instruction, FCI, traditional teaching versus new paradigms of teaching and learning.

## Introdução

O professor Eric Mazur, professor de Física na Universidade de Harvard, Estados Unidos, vem desenvolvendo uma forma de trabalho em sala de aula diferente da forma tradicional na qual o professor expõe um assunto para os estudantes que ficam passivamente assistindo a aula quase o tempo todo. O professor Mazur fornece com antecedência a seus estudantes um texto sobre o assunto a ser trabalhado em sala, esse texto deve ser estudado pelos estudantes antes da aula. Ele inicia a aula propondo uma questão de múltipla escolha, todos os estudantes a respondem individualmente e ele recebe, por um sistema eletrônico, uma estatística das respostas. As questões são elaboradas intencionando 50% de acerto inicial, quando isso ocorre, os estudantes são instruídos a procurarem algum outro estudante que tenha escolhido uma resposta diferente da sua e discutir a questão com ele, apresentando seu ponto de vista e conhecendo o ponto de vista do colega. Após poucos minutos de discussão os estudantes são convidados a responderem à pergunta novamente. Quando a porcentagem de acertos chega a uma faixa de 80% a questão é respondida pelo professor e uma segunda questão é proposta. E assim se sucedem várias questões até o fim da aula.

Com esse método, que foi denominado Instrução por Pares (IP Peer Instruction ), o professor Mazur vem obtendo bons resultados. Mais detalhes podem ser encontrados em seu livro [1]. Advogando em favor de seu método, o professor Eric Mazur apresenta bons argumentos. Todo professor sabe que atingimos uma compreensão muito mais profunda de qualquer assunto ao tentarmos explicá-lo, de forma que o estudante que já compreendeu certa questão e vai explicá-la a seu colega tem muito a ganhar nessa interação. Outro argumento é que um estudante que acabou de compreender a solução da questão proposta tem uma vantagem em relação ao professor para argumentar sobre a questão com outro estudante que ainda não a compreendeu, o estudante que entendeu acabou de fazê-lo, de forma que sabe exatamente as barreiras que teve que transpor durante a compreensão, diferente do professor, que sabe a resposta daquela questão a 5, 10, possivelmente

30 anos, sendo muito mais difícil para este ser sensível às dificuldades que o estudante enfrenta na compreensão da questão.

Neste trabalho relato uma experiência de prática em sala de aula inspirada no método IP, proposto pelo professor Mazur, realizada em aulas de física em um curso superior em uma faculdade particular do Recife, PE.

## Metodologia

## Prática em sala de aula

Na tentativa de que os estudantes em uma disciplina de Física alcançassem uma maior profundidade de entendimento da Mecânica Newtoniana, uma prática semelhante à do professor Eric Mazur foi implementada. A disciplina em questão foi Física Geral, no curso de Tecnólogo em Petróleo e Gás, em uma faculdade particular do Recife, PE, no primeiro semestre de 2012. A disciplina é semestral e tem carga horária semanal de 3h:20min. O assunto de Mecânica foi trabalhado nas 10 primeiras semanas do semestre.

Aulas expositivas tradicionais foram intercaladas com aulas no formado IP, tendo sido 12 encontros com aulas expositivas tradicionais e seis encontros com aulas no formato IP. A maior parte das questões de múltipla escolha propostas nas aulas do tipo IP foi inspirada nas questões de múltipla escolha do livro Física 1, dos autores Resnick, Halliday e Krane [2] e em questões propostas por Mazur exatamente para este fim no livro [1].

A turma tinha 25 estudantes. Cada estudante recebeu cartões coloridos, com seis cores, as questões de múltipla escolha eram projetadas a partir de um data-show, cada opção de resposta era associada a uma cor. Depois de pensarem um pouco a respeito da questão, os estudantes eram convidados a levantar o cartão com a cor correspondente à opção que julgava certa. Por uma análise visual é fácil para o professor avaliar qual a fração da turma acertou. No caso de cerca de metade da turma ter acertado, eles eram convidados a procurar um colega que tenha escolhido uma resposta e a discutir a questão. Poucos minutos depois, quando convidados a responderem novamente à pergunta com seus cartões, normalmente a maioria da turma acertava a questão, e a resposta correta era exposta pelo professor.

Este método apresenta várias vantagens em relação a uma aula tradicional. Além dos estudantes estarem ativamente envolvidos nas aulas do formato IP, esse estilo tem uma característica praticamente inalcançável em aulas expositivas: todos os alunos se envolvem e participam da aula.

Uma característica do método proposto por Mazur que julguei difícil de implementar nesta experiência é a leitura, por parte dos estudantes, do assunto da aula antes da aula. Conseguir que os estudantes leiam o material antes da aula me parece um objetivo difícil de alcançar. Acredito que a diferença de perfil entre os estudantes de Harvard, com os quais o professor Eric Mazur desenvolveu seu método, e os estudantes que participaram desta experiência aqui descrita seja determinante nesta questão. Os estudantes de Harvard, em geral, são muito mais acostumados à prática do estudo fora de sala de aula do que os estudantes que participaram desta experiência, que em sua maioria estudaram em escolas públicas

do Recife, PE e interromperam seus estudos entre o ensino médio e o superior por muitos anos. Esta diferença de perfil fica clara pelo resultado do FCI aplicado como pré-teste, que nos casos dos estudantes do professor Mazur ficou entre 47% e 71% [4] e no caso da experiência relatada aqui foi 17%.

## Teste para verificação do aproveitamento dos estudantes

Um teste para avaliar a compreensão dos estudantes a respeito das leis de Newton foi aplicado no início do semestre letivo, para avaliar o conhecimento prévio dos estudantes, e reaplicado no meio do semestre letivo, logo após o fim das discussões em sala de aula a respeito das leis de Newton, com o intuito de avaliar o aproveitamento dos estudantes durante as aulas.

O teste aplicado foi o FCI (' Force Concept Inventory ' - Inventário do Conceito de Força), disponibilizado para professores no site http://modeling.asu.edu/R%26E/Research.html. O uso desse teste é bastante difundido em todo o mundo, uma boa revisão sobre ele é encontrada na referência [3]. O teste consiste em 30 questões de múltipla escolha, com cinco opções para cada questão, os estudantes são instruídos a deixar em branco as questões que julgam não saber. Os estudantes tiveram 40 minutos para responder o teste.

- O pré-teste foi aplicado a 17 estudantes no dia 06 de fevereiro de 2012 e o pós-teste a 18 estudantes em 16 de abril de 2012, sendo que 14 estudantes responderam tanto o pré quanto o pós-teste.

Os resultados dos testes são mostrados no gráfico 1. O gráfico apresenta as porcentagens de acerto da turma no pré-teste (teste 1) e no pós-teste (teste 2). Os resultados totais, com o número de acertos em cada questão, são apresentados no apêndice. A média de acertos no pré-teste foi de 17% e no pós-teste de 27%. As questões deixadas em branco foram consideradas erradas.

Gráfico 1 - O gráfico apresenta a porcentagem de acertos dos estudantes no pré-teste (teste 1) e no pósteste (teste 2), no eixo vertical é indicado o número de estudantes que obtiveram determinada porcentagem de acertos.

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## Avaliação do método feita pelos estudantes

Concomitantemente à segunda aplicação do teste FCI, após o fim do trabalho sobre o assunto da Mecânica Newtoniana, uma avaliação do método foi

requerida aos alunos. Eles foram questionados se julgavam o método utilizado nas aulas proveitoso ou não. Eles responderam anonimamente seguinte questionário:

Responda as questões a seguir sobre as aulas feitas com os cartões coloridos, em que questões de física são propostas e vocês estudantes discutem procurando a solução. Pode responder uma por uma ou todas juntas. Não precisa assinar.

- 1) O que você gosta nessas aulas?
- 2) O que você não gosta nessas aulas?
- 3) Se você pudesse mudar uma coisa nessas aulas, o que seria?
- 4) Você acha essas aulas mais ou menos proveitosas que aulas expositivas, em que quase só o professor fala? Por quê? Por que acha essas aulas proveitosas ou não? Deseja que este tipo de aula continue acontecendo na segunda parte do nosso curso ou prefere que só haja aulas expositivas ou tem uma terceira proposta?
- 17 estudantes responderam a este questionário, 1 não quis responder. Destes, 5 disseram que gostariam que as aulas no modelo IP continuassem, 4 disseram que gostariam de mais aulas expositivas, 14 disseram que gostaram e/ou acharam as aulas proveitosas, 6 reclamaram da lentidão das aulas (tempo excessivo era gasto em cada questão, como conseqüência poucas questões eram trabalhadas por aula), 3 disseram que gostariam houvessem mais cálculos e menos teoria nas aulas, nenhum disse não gostar das aulas ou não querer que elas continuassem, 1 disse que achava as aulas proveitosas, mas que preferia que fossem aulas expositivas.

Reproduzo alguns trechos escritos pelos alunos nas respostas deste questionário falando a respeito das aulas no modelo IP:

'Do ponto de vista conceitual é bastante interessante, pois estimula o aluno a pensar por si próprio sem a ajuda do professor, além de aumentar também o seu poder de argumentação sobre o seu ponto de vista.'

- '(...) [a aula é ] proveitosa pq se tem debate assim força o aluno a pensar mais sobre a questãos imposta.'
- '(...) as aulas são, em sua maioria, proveitosas gosto do método aplicado (cartões) mais gostaria que houvesse mais aulas expositivas'
- 'São proveitosas mais poderia ter mais questões de calculo, eu preferia que fosse aulas expositivas.'

'Gosto da oportunidade de interagir, muito embora fique chateada em alguns momentos pois a turma fica muito bagunçada. (...) Não gosto de aulas onde só o professor fala a sala de aula é momento de interação, só assim as duvidas podem ser esclarecidas.'

'Acho que esses tipos de aulas são bem melhores para o aproveitamento, mas a turma se dispersa muito.'.

## Considerações finais

O teste FCI mostrou que os estudantes não atingiram uma compreensão satisfatória da Mecânica Newtoniana. Ainda assim, tendo acompanhado dia-a-dia a evolução dos estudantes durante o semestre, acredito que o método adotado para as aulas, intercalando aulas expositivas tradicionais com aulas do tipo IP, leva a um melhor aproveitamento que o método exclusivamente expositivo.

Além de acreditar que os estudantes apreendem melhor o conhecimento de Física com esse método, acredito também que há outros ganhos importantes. Os estudantes se mostraram especialmente envolvidos com a disciplina e satisfeitos com a prática na sala, isso fica evidente na avaliação que fizeram das aulas. Ao discutirem, exporem suas idéias e tentarem convencer seus colegas de suas opiniões, os estudantes estão fazendo muito mais do que aprendendo Física, estão participando de uma rica prática social, são levados a elaborar suas opiniões, discutir, repensar e reformular, de forma que a aula não se restringe ao aprendizado de Física, mas passa a servir para a formação integral dos sujeitos.

Pretendo dar continuidade a esta experiência. A estatística das questões mais erradas no teste FCI indica em quais assuntos os estudantes têm mais dificuldade e pode servir de guia para o trabalho com a próxima turma, esses assuntos serão tratados com uma ênfase maior e o teste no próximo semestre indicará se houve melhora da compreensão sobre esses assuntos na nova turma. O trabalho de Hestenes e colaboradores [3] classifica as questões por assuntos e será útil nesse intuito.

Acredito que uma boa opção de organização da aula, em aulas de 1h:40min, seja utilizar 40 minutos dedicados à exposição do assunto seguidos de 1h no modelo IP. No próximo semestre pretendo organizar as aulas desta forma. A aplicação do teste FCI em cada semestre, como pré e pós-teste, e do questionário de avaliação dos estudantes pode ir indicando se adaptações como esta foram positivas ou não. Nos questionários de avaliação, vários estudantes reclamaram que nos detínhamos muito tempo em cada uma das questões, por vezes discutindo uma única questão por 30min, para o próximo semestre vou encurtar o tempo dedicado a cada questão.

## Apêndice

Os resultados do pré-teste e do pós-teste de conhecimento são apresentados na tabela 1 (a melhora indicada na tabela é a porcentagem de acerto no 2º teste subtraída da porcentagem de acerto no 1º teste).

Tabela 2

## Referências

- [1] MAZUR, E. Peer Instruction: A User's Manual . Estados Unidos: Benjamin Cummings, 1996. 253p.
- [2] RESNICK, R.; HALLIDAY, D.; KRANE, K. S. Física 1 . Rio de Janeiro: LTC, 2008. 368 p.
- [3] WELLS, M. D., SWACKHAMER, G. Force Concept Inventory. The Physics Teacher , v. 30, março, p. 1-15, 1992.
- [4] CROUCH, C. H.; MAZUR, E. Peer Instruction: Ten years of experience and results. American Journal of Physics , v. 69, n. 9, p. 970-977, 2001.