AS INTERAÇÕES EM UM LABORATÓRIO VIRTUAL DE APRENDIZAGEM COLABORATIVA DE FÍSICA: minúcias indiciais de aprendizagem e desenvolvimento dos estudantes

## AS INTERAÇÕES EM UM LABORATÓRIO VIRTUAL DE APRENDIZAGEM COLABORATIVA DE FÍSICA: minúcias indiciais de aprendizagem e desenvolvimento dos estudantes

## INTERACTIONS IN A VIRTUAL LABORATORY FOR COLLABORATIVE LEARNING OF PHYSICS: indicial minutiae of learning and development of students

## Dante Alighieri Alves de Mello , Shirley Takeco Gobara 1 2

1 Doutorando em Educação da Universidade Federal de Mato Grosso do Sul e Professor do Instituto Federal de Mato Grosso do Sul / dante.mello3@gmail.com

2 Universidade Federal de Mato Grosso do Sul / Instituto de Física / stgobara@gmail.com

## Resumo

Este artigo relata a segunda fase de uma pesquisa qualitativa, que teve como objetivo principal investigar a ocorrência da aprendizagem colaborativa mediada por um Ambiente Virtual de Aprendizagem (AVA), denominado Laboratório de Aprendizagem Colaborativa de Física (LAFIS). Com base na teoria sociointeracionista, construímos um AVA, que foi desenvolvido para favorecer a interação e a participação colaborativa entre os estudantes, mediados pelo professor. Nesse sentido, os problemas de física propostos no ambiente são condicionados à troca de informações entre os estudantes, figuras e/ou tabelas, necessários para a resolução das questões propostas. Os estudantes interagem entre si e com o professor via bate-papo virtual ( chat ). As análises das interações ocorridas no ambiente foram realizadas com base na teoria de Vygotsky associada à metodologia de análise microgenética. Os resultados mostram que a forma de organização do problema no LAFIS e as mediações do professor favoreceram as interações virtuais, fatos que contribuíram significativamente para a aprendizagem de conceitos físicos pelos estudantes.

Palavras-chave : Aprendizagem colaborativa, mediação, AVA, ZDP, NDR.

## Abstract

This paper reports the second phase of a qualitative search, that aims investigate the occurrence of the collaborative learning mediated by a virtual learning environment (VLE), called Laboratory of Collaborative Learning of Physics (LAFIS). Based on the socio-interacionist theory, we built a VLE, which was developed to favor the interaction and the collaborative participation between the students, mediated by the teacher. In this sense, the physics problems proposed in the environment are conditioned to the exchange of information between the students, figures and/or tables, necessary for the resolution of the proposed questions. The students interact between yourself and with the teacher by chat. The analyzes of the interactions that occured in the environment were based on Vygotsky's Theory associated with the methodology of microgenetic analysis. The results show that the organizational form of the problem in the environment and the mediations of the

teacher favored virtual interactions, facts that contributed significantly to the learning of physical concepts by students.

Keywords : Colaborative learning, mediation, VLE, ZPD, ADL.

## Introdução

As pesquisas relacionadas ao uso das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) para o Ensino vem se intensificando com a popularização do computador e da internet no Brasil, especialmente a partir da década de 1990.

No entanto, muitas propostas que sugerem o uso das TIC não são utilizadas em sala de aula porque os professores ainda apresentam dificuldades no uso dessas tecnologias (GREGIO, 2005; ALVARENGA, 2011). Há também muitos trabalhos nos quais não há preocupação dos autores em adotar um referencial teórico para orientar e discutir a aplicação desse material em sala de aula (ARAUJO & VEIT, 2004).

Diante dessa problemática, sentimos a necessidade de desenvolver um ambiente virtual de aprendizagem (AVA) para o ensino de física, adotando um referencial teórico de aprendizagem, tanto para o desenvolvimento do material instrucional, quanto para análise das sequências didáticas desenvolvidas nas aulas.

Esta proposta apoia-se nas ideias de Vygotsky, um dos teóricos da aprendizagem que tem se destacado no cenário educacional brasileiro a partir da década de 1990, para o qual a aprendizagem e o desenvolvimento do homem são influenciados pelo seu contexto sociocultural.

Vygotsky (1987) destacou que a escola pode promover o desenvolvimento mental e a construção de conceitos científicos nos estudantes. Por esse motivo, é fundamental que o professor saiba como acontece o processo de aquisição do conhecimento pelo aprendiz. A explicação para a forma que as pessoas aprendem não é consensual, pois diversas teorias de aprendizagem buscam elucidar os processos subjetivos de apreender a realidade, bem como estratégias de interação que favoreçam esse processo.

Vygotsky (1987) observou que a colaboração dos estudantes entre si ou entre eles e o professor é essencial para o desenvolvimento de habilidades e estratégias fundamentais na solução de problemas. Mas, para potencializar a aprendizagem, ressaltou que devemos atuar na chamada Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP) do estudante.

Para explicar o conceito de ZDP, Vygotsky (1991) definiu dois níveis de desenvolvimento humanos: o Nível de Desenvolvimento Real (NDR), que corresponde às funções psíquicas já desenvolvidas e que, ao menos em tese, pode ser medido por testes individuais sem cooperação; e o Nível de Desenvolvimento Potencial (NDP), determinado pela solução de problemas sob a orientação de um adulto ou em colaboração com companheiros que já desenvolveram tais habilidades.

A ZDP é um nível de desenvolvimento intermediário, isto é, no qual o estudante consegue resolver determinados problemas apenas com a mediação de outra pessoa. Futuramente, uma vez que os conceitos associados à resolução desse problema sejam internalizados pelo sujeito, ele conseguirá resolver esse problema independentemente de auxílio. Nesse caso, aconteceu um aumento no

nível de desenvolvimento real do aprendiz, o que, para Vygotsky (1991), evidencia que a aprendizagem pode preceder e alavancar o desenvolvimento.

Vygotsky não deixou muito claro como os conceitos que se encontram na ZDP dos estudantes devem ser trabalhados, pois

'[...] não deixou uma teoria acabada e pronta. Muito mais apontou caminhos a serem seguidos por outros pesquisadores, na forma de grandes linhas de pesquisa a serem desenvolvidas, do que sistematizou um corpo de conhecimentos a respeito da mente humana.' (ROSA, 2010, p. 111).

Recentemente, investigamos em artigos, dissertações e teses brasileiras como os pesquisadores vêm propondo o uso das TIC com base na concepção sociointeracionista de Vygotsky para o ensino de física (MELLO; GOBARA, 2012). Dentre os 42 trabalhos encontrados, 16 utilizaram como tecnologia os ambientes virtuais de aprendizagem. Em nove desses trabalhos foram utilizados recursos colaborativos como chat e fóruns, o que se justifica pelo fato da teoria sociointeracionista considerar a interação como condição essencial à aprendizagem. Outros seis trabalhos usaram o AVA para dar suporte a simulações, animações, vídeos, figuras e textos. Nos trabalhos cujo foco de interesse é a colaboração por meio de AVA, a interação proporcionada pelas TIC entre os estudantes e entre eles e o professor foi o fator primordial para o favorecimento da aprendizagem.

Nós também verificamos, na primeira fase de nossa pesquisa, que o LAFIS favoreceu a interação colaborativa entre os estudantes investigados (MELLO & GOBARA, 2013), sendo que 78% das soluções postadas no chat foram inicialmente debatidas entre os estudantes ou entre estes e o professor. Os resultados da avaliação posterior à aula mostraram que as interações no ambiente alavancaram o desenvolvimento dos estudantes, pois problemas que inicialmente eles só conseguiam resolver com o auxílio dos pares (ZDP) foram internalizados por esses sujeitos, posto que na avaliação conseguiram resolvê-los sem auxílio.

Descreveremos aqui a segunda fase da pesquisa, na qual analisamos as interações entre os estudantes e entre estes e o professor, na resolução de um problema de ondas sonoras, por estudantes do quarto semestre do Curso Técnico Integrado em Edificações do Instituto Federal de Mato Grosso do Sul, em Aquidauana-MS. É importante salientar que, diferentemente da fase piloto, nessa etapa os estudantes precisam trocar figuras e/ou tabelas entre si para resolver o problema proposto.

Assim, o que buscamos verificar nesse trabalho é se as estratégias colaborativas de ensino adotadas favoreceram a interação entre os estudantes e se, com isso, a aprendizagem destes foi potencializada.

## Metodologia

- O AVA que desenvolvemos, denominado LAFIS, está disponível gratuitamente no endereço http://www.lafis.ufms.br e foi construído com base no AVA denominado LEDVI, sigla para Laboratório Educativo Virtual Interativo, disponível em http://www.edy.pro.br/ledvi. (SILVA; GOBARA, 2007).
- O LAFIS fornece ao professor uma funcionalidade que ainda não existia no LEDVI: a possibilidade do professor inserir problemas no ambiente. A figura 1 mostra a visão do ambiente para uma estudante alocada no laboratório 1.

Na figura 1, à esquerda da tela, localiza-se o menu de navegação, no meio

apresenta-se o problema proposto e, do lado direito, encontra-se o chat . A equação apresentada no problema aparece para os estudantes dos dois laboratórios. Já a figura do problema encontra-se inicialmente no laboratório 1, porém se o estudante desse laboratório clicar sobre a figura a mesma é enviada para o laboratório 2.

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Figura 1 . Visão do ambiente para uma estudante alocada no laboratório 1 (nomes fictícios).

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Analogamente, uma tabela com dados fundamentais para a solução do problema encontra-se inicialmente apenas no laboratório 2, mas também pode ser enviada com um clique para o laboratório 1.

Figura 2 . Tabela disponível inicialmente apenas para o estudante alocado no laboratório 2.

Essa forma de disponibilizar os elementos em apenas um dos laboratórios e ao mesmo tempo possibilitar o envio dos mesmos entre os estudantes é uma forma de promover a interação entre estes, uma vez que só através da troca desses elementos os estudantes poderão resolver o problema.

Tais interações foram analisadas com base na abordagem microgenética, que é '... uma forma de construção de dados que requer a atenção a detalhes e o recorte de episódios interativos, sendo o exame orientado para o funcionamento dos sujeitos focais, as relações intersubjetivas e as condições sociais da situação, resultando num relato minucioso dos acontecimentos'. (Góes, 2000, p. 9).

## Resultados e Análises

Faremos inicialmente uma contextualização da realidade socioeconômica dos dezessete sujeitos investigados, embora apenas oito desses estudantes compareceram à aula que analisaremos nesse trabalho. A idade média da turma é de 17,7 anos, sendo que os estudantes de menor e maior idade têm, respectivamente, 15 e 41 anos. Treze estudantes cursaram o ensino fundamental (EF) somente em escolas públicas, um estudante cursou a maior parte do EF em escolas públicas, um estudante cursou a maior parte do EF em escolas particulares

e dois estudantes cursaram o EF apenas em escolas particulares. Apenas dois estudantes já haviam concluído o ensino médio antes de ingressarem nesse curso, ambos em escolas públicas.

- A maior parte dos estudantes dessa turma (58,8%) possui renda familiar inferior a quatro salários mínimos. Em suas residências habitam, em média, quatro pessoas. É interessante notar que apenas um estudante não possui computador e internet em casa, logo, 94,1% dos estudantes possuem acesso a essas tecnologias.
- O fato de quase todos esses estudantes terem acesso ao computador e à internet em casa, somado ao conhecimento técnico de informática que já adquiriram no curso, configura-se como um fator favorável para o desenvolvimento das aulas com o uso do computador. Isso ficou evidente também pelo fato de que, durante as aulas, todos os estudantes conseguiram acessar e navegar pelo ambiente sem necessitar do auxílio do professor.

Com o objetivo de explicitar nosso método de análise dos resultados obtidos em sala de aula, transcrevemos abaixo as interações de uma das quatro duplas que participaram da resolução desse exercício no LAFIS. A escolha dessa dupla para análise em maior profundidade deve-se ao fato de que, em todas as questões, os estudantes procuraram interagir entre si. Além disso, solicitaram o auxílio do professor nas questões que não conseguiram solucionar sozinhos. Tal qual no ambiente, as interações estão destacadas nas seguintes cores: azul (João), verde (Pedro), vermelho (professor). Os nomes dos sujeitos investigados são fictícios.

Inicialmente os estudantes abrem os laboratórios e se cumprimentam:

```
[30/01/14 - 13:10] Abre Laboratório 1 [30/01/14 - 13:11] Abre Laboratório 2 [LAB 2 - Pedro] oi [LAB 1 - João] oi
```

Em seguida o professor orienta como devem proceder no ambiente para solucionarem o problema:

[PROFESSOR] Pessoal, qualquer dúvida é só perguntar!

[PROFESSOR] Vocês podem enviar o gráfico e a tabela um para o outro quantas vezes quiserem!

Imediatamente os estudantes trocam entre si a figura e a tabela disponíveis nos laboratórios:

[LAB 1 - João] Envia Figura - Padrão Apito ao LAB 2

[LAB 2 - Pedro] Envia Tabela Som Apito ao LAB 1

Após analisar o enunciado, a figura e a tabela os estudantes concluem que deverão calcular a frequência do som para resolver o problema. Essas interações sugerem que a pergunta do problema encontra-se no NDR dos estudantes:

[LAB 1 - João] vamos ter q achar a frequencia!

```
[LAB 2 - Pedro] sim sim
```

Em seguida, João expressa não ter compreendido a figura, na qual encontra-se implícito o período da onda sonora:

[LAB 1 - João] vc entendeu isso: a variação da pressão que a onda sonora exerce sobre o medidor, em função do tempo, em μ s (1 μ s = 10-6s)

Pedro, por sua vez, questiona se o símbolo T da equação apresentada nos dois laboratórios representa o tempo:

```
[LAB 2 - Pedro] esse T ai é de tempo??? [LAB 1 - João] é [LAB 1 - João] ñ [LAB 2 - Pedro] manda a tabeloa ai [LAB 1 - João] é perio do da onda o T [LAB 1 - João] Envia Tabela Som Apito ao LAB 2
```

João responde inicialmente ao colega que o 'T' significa tempo, mas depois nega essa afirmação ao enviar o termo 'ñ', justificando que o 'T' representa o período.

É interessante notar que enquanto João respondia à questão do colega, Pedro solicitou novamente a tabela que havia enviado anteriormente. Essa ação reforça a nossa tese de que colocar elementos inicialmente em apenas um dos laboratórios favorece a interação entre os estudantes.

Analisando as interações posteriores dos estudantes observamos que João, ao responder a questão a respeito do período da onda, refletiu sobre o gráfico, chegando à conclusão de que o período da onda está implícito no gráfico:

[LAB 1 - João] entendi [LAB 1 - João] o 10 μ é metado do periodo [LAB 1 - João] na figura

[LAB 1 - João] entao o periodo completo é 20 μ

Pedro também chega à essa conclusão, reforçando uma explicação dada verbalmente pelo professor na aula, que para obter o período em segundos pode ser feita uma regra de três simples:

```
[LAB 2 - Pedro] sim sim [LAB 2 - Pedro] ai é so faze a regra d 3 [LAB 2 - Pedro] q vai dar 2-8 [LAB 2 - Pedro] Envia Tabela Som Apito ao LAB 1 [LAB 2 - Pedro] Envia Figura - Padrão Apito ao LAB 1
```

Em seguida os estudantes postaram a resposta obtida. Pelo comentário de Pedro, que concorda com o valor obtido por João, podemos deduzir que esse estudante também fez a substituição dos valores na equação e assim obteve o mesmo resultado:

[LAB 1 - João] acho q é [LAB 1 - João] deu 50 000 Hz? [PROFESSOR] Isso, o período é 20 μ s. [LAB 2 - Pedro] manda a tabeloa ai [LAB 1 - João] Envia Tabela Som Apito ao LAB 2 [LAB 2 - Pedro] sim [LAB 2 - Pedro] 50000Hz

Ao solicitar novamente a tabela para o colega, fica evidente a atenção de Pedro com o enunciado do problema, uma vez que o valor da frequência emitido pelo apito não é a resposta solicitada, mas sim quais seres vivos poderiam ouvir tal onda sonora.

Durante a aula buscamos nos certificar se os estudantes estavam conscientes da resposta que obtiveram para a frequência da onda:

[PROFESSOR] João, que conta você fez para chegar nesse valor? [LAB 1 - João] f=1/20.10-6 [LAB 2 - Pedro] a resposta é a letra (d) [LAB 2 - Pedro] porque o gato o intervalo de frequencia dele é de 60 -65.000 [LAB 1 - João] é

[LAB 2 - Pedro] e do morcego é de 1000 -120.000 [LAB 2 - Pedro] a conta é f=1/T onde T vale 20.10-6 [LAB 1 - João] é sim!

Embora tenham chegado à resposta pela correta obtenção dos dados, transformação das unidades de medidas e uso adequado da equação fornecida, os estudantes não tinham certeza se o resultado obtido era o esperado no problema, como evidencia a pergunta de Pedro na fala abaixo:

[LAB 2 - Pedro] ta certo professor??? [PROFESSOR] Vocês acharam que a resposta faz sentido? [LAB 1 - João] eu acho q sim! [PROFESSOR] Por quê?

Infelizmente, não tivemos tempo suficiente nessa aula para verificar se os estudantes conseguiriam certificar que a resposta obtida é a correta.

Analisaremos, agora, o desempenho das outras três duplas que participaram da resolução deste problema. Para essa análise as interações foram expressas nas seguintes categorias: insuficiente, para ausência de interações colaborativas; parcial, nas interações de apenas um estudante com o professor; boa, para interações colaborativas na maioria da atividade e excelente, para interações colaborativas durante toda a atividade. Já os resultados foram expressos nas categorias insuficiente: para cálculos incorretos; parcial : para cálculos corretos, porém sem resposta à questão proposta e excelente : para respostas inteiramente corretas.

## O quadro 1 sintetiza os resultados obtidos pelos demais estudantes:

Quadro 1 . Resultados da resolução do problema para os outros três grupos analisados.

Embora nenhum dos três grupos tenham respondido completamente o problema proposto, em todos estes ficaram evidentes indícios de aprendizagem e desenvolvimento, pois todos os grupos identificaram que deveria ser calculada a frequência da onda sonora e trabalharam no sentido de obter essa grandeza.

A interação entre os pares foi insuficiente em apenas um dos grupos, ainda assim porque um dos estudantes estava mais focado em responder as questões do problema do que explicar ao colega como ele chegou na resposta. Investigações futuras podem evidenciar como as aulas devem ser conduzidas para que os estudantes colaborem mais com o colega no entendimento e resolução dos problemas.

## Considerações Finais

A análise microgenética das interações virtuais, apresentadas nesse trabalho, possibilitou identificar minúcias indiciais de aprendizagem e desenvolvimento dos estudantes, de modo que as interações entre os estudantes e entre estes e o professor foram fundamentais para a resolução do problema.

A forma de organização do problema no ambiente favoreceu a interação entre os pares, dado que os elementos fundamentais à solução do mesmo (tabela e figura) ficaram disponíveis inicialmente para apenas um dos estudantes.

## Agradecimentos

D. A. A. MELLO agradece à CAPES pela bolsa de doutorado.

## Referências

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GREGIO, B. M. A. O uso das TICS e a formação inicial e continuada de professores do ensino fundamental da escola pública estadual de Campo Grande/MS: uma realidade a ser construída. 2005. 358 f. Dissertação (Mestrado) Programa de Pós-Graduação em Educação, Universidade Católica Dom Bosco, Campo Grande, 2005.

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VYGOTSKY, L. S. Pensamento e Linguagem . São Paulo: Martins Fontes, 1987.

VYGOTSKY, L. S. A Formação Social da Mente . São Paulo: Martins Fontes, 1991.