UMA FERRAMENTA METODOLÓGICA PARA AVALIAR O ENTENDIMENTO DE ESTUDANTES DAS SÉRIES INICIAIS EM UMA ATIVIDADE INVESTIGATIVA

## UMA FERRAMENTA METODOLÓGICA PARA AVALIAR O ENTENDIMENTO DE ESTUDANTES DAS SÉRIES INICIAIS EM UMA ATIVIDADE INVESTIGATIVA

## METHODOLOGY A TOOL TO ASSESS THE UNDERSTANDING OF STUDENTS IN A SERIES INITIAL INVESTIGATIVE ACTIVITY

Sirlley Gadéa , Amanda Amantes 2 1

1 Universidade Federal da Bahia, sirlley\_gadea@yahoo.com.br

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Universidade Federal da Bahia, amandaamantes@gmail.com

## Resumo

Neste trabalho, propomos avaliar o entendimento de alunos do 4º e do 5º ano das Séries Iniciais do Ensino Fundamental sobre o conteúdo de flutuação tendo como foco validar uma ferramenta metodológica. Apresentamos um estudo exploratório piloto aplicado a 29 estudantes submetidos a uma intervenção educacional de caráter investigativo. Tivemos como objetivo verificar se os instrumentos de coleta se adequam ao tipo de intervenção realizada e se esse tipo de atividade permite um aumento do nível de entendimento sobre conceitos científicos. Os dados foram coletados em três momentos por testes de conhecimento e instrumentos utilizados ao longo da intervenção. Os dados foram analisados do ponto de vista qualitativo, onde estabelecemos categorias de análise baseadas numa Taxonomia SOLO (BIGGS & COLLIS, 1982). Obtivemos indícios de que a intervenção favoreceu a evolução do entendimento dos sujeitos acerca dos conceitos abordados e verificamos a validade dos instrumentos de coleta e do sistema categórico para a condução da pesquisa.

Palavras-chave : Séries Iniciais; Atividade Investigativa; Física.

## Abstract

In this paper, we propose to evaluate the understanding of students of the 4th and the 5th year of the Initial Series of elementary school about the floating content focusing validate of a methodological tool. We present an exploratory pilot study applied to 29 students subjected to an educational intervention of investigative character. We had as objective verify the collection instruments fit the type of intervention performed and whether this type of activity allows an increase in the level of understanding of scientific concepts. The data were collected in three moments of testing knowledge and instruments used throughout the intervention. Data were analyzed from a qualitative point of view, where we have established categories of analysis based on SOIL Taxonomy (BIGGS & COLLIS, 1982). We have obtained evidence that the intervention favored the development of understanding of the subject about the concepts covered and checked the validity of and collection instruments of the categorical system for the conduct of research.

Keywords : Initial Series; Investigative Activity; Physics.

## 1. Introdução:

O surgimento de novas pesquisas e estratégias pedagógicas voltadas ao Ensino de Ciências têm provocado mudanças na forma como os professores conduzem suas aulas (OSTERMANN et al, 1992). Porém, a inserção de atividades práticas nas aulas de Ciências, como atividade pedagógica de ensino, ainda é muito incipiente. Pesquisadores como Carvalho (2013, 2009, 2004) e Schroeder (2007) ressaltam a importância de introduzir conceitos de Física nas Séries Iniciais para auxiliar no entendimento dos estudantes.

Corroborando com tais pesquisas, Portela e Higa (2007) afirmam que a inicialização aos conteúdos de Física já nas Séries Iniciais promove certo encantamento dos estudantes, pois é nessas séries que os estudantes demonstram suas primeiras interpretações sobre o conhecimento científico; segundo esses autores muito do aprendizado desses estudantes em relação às Ciências, depende dos conhecimentos que são construídos nesta etapa inicial.

Logo, renovar os métodos e modelos de ensino deve ser uma preocupação inerente ao educador, que deve, sobretudo, preocupar-se com a formação do sujeito no sentido de prepará-lo para discutir questões científicas futuras. Assim, é importante que o professor não só saiba o que vai ensinar como também o fim com que vai fazê-lo (BRUNER, 1966).

Há na área uma discussão sobre as dificuldades de ensino de conceitos de alto nível de abstração nas séries iniciais. O argumento é de que as crianças, nesse estágio de desenvolvimento, ainda não possuem as estruturas mentais (no sentido piagetiano) necessárias para operar formalmente com esses conceitos. Entretanto, acreditamos que 'a inserção precoce de determinados conceitos prepara o alicerce das coisas fundamentais, que poderão ser usadas mais tarde, e com grande proveito' (BRUNER, p. 42, 1966). Para tanto, é preciso traçar estratégias para que as crianças entendam os fundamentos de conceitos mais abstratos com elementos da realidade concreta, a fim de que elas construam um entendimento em termos de estruturas fundamentais (BRUNER, 1966) que precedem o pensamento formal e favorecem a aprendizagem. Partimos do pressuposto de que atividades investigativas propiciam um ambiente de aprendizagem favorável para que isso ocorra.

É nesse sentido que o nosso trabalho de pesquisa se insere, procurando estudar a aprendizagem de estudantes nas séries iniciais tendo em vista as potencialidades das atividades investigativas. Nesse artigo expomos uma fase da nossa pesquisa, que se configura como uma investigação cujo resultado será a produção de dissertação de mestrado e posterior ampliação para doutorado. Relatamos o estudo piloto da aplicação de uma atividade desenhada para um ambiente de aprendizagem de alunos do quarto e quinto ano. Esse estudo procura validar os roteiros produzidos e os instrumentos de coleta de dados, além de apontar parâmetros para o acesso e avaliação do nível de entendimento alcançado por estudantes submetidos à instrução.

## 2. Atividade Prática e Ensino Fundamental:

Apesar dos esforços dos pesquisadores em Ensino de Ciências no Ensino Fundamental, percebe-se que ainda não é fácil introduzir atividades práticas de caráter investigativo no cotidiano escolar das aulas de Ciências das Séries Iniciais,

de forma mais sistemática. Essas aulas, contudo, podem (e devem) proporcionar aos alunos ambientes de ensino estimuladores e de motivação ao desenvolvimento físico e intelectual (COLOMBO, et al , 2012).

Atividades Investigativas parecem ser promissoras, uma vez que nesse tipo de abordagem o professor, cria oportunidades à argumentação por parte dos estudantes. Ou seja, ambientes de aprendizagem com caráter investigativo propõe a discussão dos estudantes com seus pares na busca por conclusões e confirmações de hipóteses iniciais, de modo que o conhecimento seja construído de maneira compartilhada: aluno-aluno e professor-aluno. Então, o conhecimento será resultado das interações sociais (PIAGET, 1976) dos sujeitos e das suas interpretações e explicações causais (PIAGET & GARCIA, 1973) para explicar os fenômenos.

Outra forma de conceber a atividade investigativa como promissora para aprendizagem é proposta por Azevedo (2008), que a interpreta como um método que se vale do uso da problematização. Nessa perspectiva, ao propor atividades como a inserção de situações-problemas nas aulas de Ciências, o professor potencializa a motivação, o engajamento e a construção compartilhada de significados, ainda que em um nível concreto de pensamento.

## 3. Apresentação da Pesquisa:

Nesse trabalho, em especial, apresentamos um estudo exploratório piloto realizado com 29 alunos do quarto e quinto anos de uma escola particular, que realizaram uma atividade investigativa. Nesse estudo pretendemos verificar os seguintes pontos:

- · Os instrumentos de coleta estão adequados ao tipo de intervenção realizada?
- · A atividade aumenta o nível de entendimento dos alunos?

## 3.1 Sujeitos e Contexto de Ensino:

Este trabalho foi realizado em uma escola particular na cidade de Feira de Santana - BA. A mesma funciona em apenas um turno com turmas de Grupo 1 ao Grupo 5 da Educação Infantil e turmas de 1º ao 5º ano das Séries Iniciais do Ensino Fundamental.

O estudo foi conduzido em uma turma do 4º ano e uma do 5º ano. As Professoras de ambas as turmas foram receptivas quanto à participação do projeto, disponibilizando o horário das aulas à aplicação do pré-teste (avaliação do conhecimento prévio) e do pós-teste (avaliação de conhecimento evoluído após a Atividade Investigativa). A atividade foi realizada como extra classe, no turno oposto às aulas, o que limitou o quantitativo de estudantes que participaram das três etapas. Assim, de um total de 29 (vinte e nove) estudantes, apenas 14 (quatorze) realizaram as três etapas, que se constituíram em: Pré-teste (aula 1), Atividade Investigativa (aula extra classe) e Pós-teste (aula 2).

No geral, tivemos a amostragem como reportada na figura 1:

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Como obtivemos somente 14 estudantes que participaram das 3 etapas, optamos, nesse trabalho, por conduzir uma análise pautada nesses sujeitos.

## 4. Metodologia:

Usamos, para a coleta de dados:

- · Um pré-teste, constituído de seis questões: 3 dicotômicas, corrigidas e analisadas em termos de escore, na perspectiva de avaliação docente. Atribuímos um (1) para as respostas corretas e zero (0) para as erradas; 3 questões abertas, cujas respostas foram categorizadas segundo os níveis de entendimento, usando a Taxonomia SOLO (BIGGS e COLLIS, 1982). A partir dos dados dos escores e das categorias transformadas em dados dicotômicos, trabalhamos com as médias que associamos ao desempenho dos estudantes.
- · Instrumentos durante a intervenção didática: mais três instrumentos foram utilizados: o diário de bordo (registro das falas dos estudantes e a ocorrência de eventos importantes); a gravação de áudio e um questionário composto de quatro questões abertas (1 de natureza dicotômica e 3 questões discursivas).
- · Um pós-teste: para avaliar a evolução do entendimento dos estudantes acerca dos conceitos estudados, também constituído de 6 questões com as mesmas características do primeiro teste.

Os testes foram aplicados pelas Professoras de ambas turmas, no mesmo horário da aula. Na atividade proposta o desafio foi:

## ' Fazer com que o ovo flutue na água '

usando os seguintes materiais: Água pura; 3 Copos descartáveis; Sal e açúcar; Ovo cru.

## 4.1. Método de Análise: sistema categórico e análise do diário de bordo

Construímos uma tabela de apresentação dos dados referentes a cada aluno, identificando-os por um número, série e gênero. Utilizamos um Sistema Categórico, denominado Taxonomia SOLO (Structure Observed Learning Outcome) (BIGGS &amp; COLLIS, 1982) para analisar as respostas. Esse sistema leva em conta a estrutura das respostas dos estudantes em relação ao nível de complexidade, sendo que elas podem ser classificadas em 5 níveis:

- · Pré-estrutural (PE): as respostas são equivocadas e sem relação com a pergunta; estão aquém da tarefa solicitada.
- · Uni-estrutural (UE): as respostas apresentam um único aspecto relevante do ponto de vista científico e às vezes com inconsistência;
- · Multi-estrutural (ME): as respostas possuem mais de um aspecto relevante, mas não relacionados e com pouca inconsistência;
- · Relacional (R): as respostas apresentam aspectos relevantes e com relações entre os conceitos, apresentando uma estrutura coerente;
- · Abstrato estendido (AE): as respostas apresentam novos elementos com características mais abstratas; elas estão além do que solicitado na tarefa.

## 5. Análise e Resultados

A tabela 1 é um exemplo da análise de respostas segundo a Taxonomia SOLO para os 5 níveis. Essas categorias foram transformadas em dados dicotômicos e analisadas, juntamente com as outras questões dicotômicas, em termos de escore bruto.

Tabela 1: Respostas de estudantes do 4º e 5º ano sobre: Por que os navios flutuam e os submarinos afundam?

Comparando os dados obtidos com os escores do pré-teste e do pós-teste, verificamos que não houve mudanças significativas para os alunos do 4º ano, enquanto que os alunos do 5º ano apresentaram pequenas alterações do entendimento dos conceitos estudados, como reportado nos Gráficos 1 e 2.

Esse resultado pode ser devido a uma situação de ensino específica: os alunos do quinto ano se envolveram mais com as atividades e tiveram uma interlocução maior com a professora, embora todos os alunos tenham realizado a atividade em conjunto, num único momento.

Gráfico 1 e 2: (1) Ganho do entendimento dos estudantes do 4º ano; (2) Ganho do entendimento dos estudantes do 5º ano.

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A análise do diário de bordo nos permitiu identificar características específicas contextuais importantes para elencar possíveis preditores de aprendizagem. Separamos a análise de acordo com as etapas da atividade:

- · Etapa 1: O desafio é colocado. Inicialmente os estudantes ficam um pouco tímidos e iniciam o experimento com uma hipótese de que 'o ovo afunda na água pura' . O teste é feito e comprovam a hipótese e logo em seguida iniciam os testes de verificação com sal e com açúcar. Os grupos dos alunos do 5º ano apresentam-se mais engajados, testando hipóteses diferentes como 'fazer o ovo flutuar na água com açúcar ou na água contendo sal e açúcar'. Diante desta hipótese, os estudantes entenderam que, com o açúcar o ovo permanece no fundo do recipiente e à medida que eles vão adicionando sal à água que contém açúcar, o ovo inicia o processo de flutuação. Não fizeram na água contendo somente sal.
- · Etapa 2: Discussão: os estudantes têm a oportunidade de expor suas opiniões e discutir com a pesquisadora. Nesta etapa os estudantes fazem relações com o cotidiano, quando perguntamos: 'é mais fácil flutuar na água da piscina ou na água do mar?' . Dos estudantes do 4º ano, alguns possuem uma ideia equivocada de que 'a água da piscina facilita a flutuação, porque possui cloro' , enquanto que os alunos do 5º ano afirmam, 'acho que o cloro não influencia, mas flutuamos melhor na água do mar' . Esta afirmação ficou mais estabelecida quando uma aluna se manifesta: 'a gente flutua na água do mar, porque ficamos mais leves e que é por isso que o ovo flutua na água que tem sal. Ele fica mais leve do que a água'. As informações foram registradas por eles em forma de desenho e/ou mini textos, expondo o que aprenderam e como a atividade foi desenvolvida.
- · Etapa 3: Os alunos responderam a um questionário, constituído de 3 (três) questões discursivas e uma dicotômica de V ou F. A questão dicotômica foi excluída a partir da análise exploratória, pois tivemos marcações totalmente inapropriadas e pouco interpretativas (símbolos sem sentido, respostas em palavras ao invés de marcações, etc); ou seja, os alunos não entenderam como responder essa questão e por isso ela foi excluída da analise.

De posse desses dados, fizemos uma análise estatística descritiva para avaliar os níveis de complexidade do entendimento alcançado pelos estudantes. Os gráficos 3 e 4 mostram essa análise.

Gráfico 3: (1) Resolvendo o desafio. (2) Narrativas dos estudantes.

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## Etapa III -Questionário

Gráfico 4: Dados descritivos do questionário pós atividade. (a) O ovo afunda ou flutua na água pura? Por quê? (b) Por que o ovo flutua de um jeito e afunda do outro? (c) Qual a diferença em colocar o ovo para flutuar na água com sal e na água com açúcar?

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Observamos que ao resolver o desafio os estudantes atingem os níveis PE, UE, ME e R, embora nenhum deles tenha alcançado o mais alto nível (AE). Sobre as narrativas dos estudantes sobre seu entendimento, notamos que 43% apresentam mais de um elemento para explicar a ação da água sobre o ovo, quando adicionam o sal à água. Durante a discussão o fechamento da atividade favoreceu o entendimento do conceito de densidade, pois os estudantes trazem novos elementos reportando um nível mais alto de complexidade.

Sobre o questionário, os dados mostram que para a questão 1, 36% dos estudantes estabelecem relações causais, ou seja, a atividade investigativa parece realmente ter surtido efeito. Nas questões 2 e 3, 43% e 57% dos estudantes, respectivamente, ainda estão no nível pré-estrutural , onde o conteúdo das respostas está aquém da questão. Comparando as três questões, observamos que poucos alunos atingem os patamares mais elevados e isso nos sugere que devem ser feitas adequações no formato da atividade e do sistema categórico construído.

Corroborando esse resultado, nosso estudo exploratório indicou ainda que, em algumas questões dos testes de conhecimento, assim como da tarefa proposta, houve muita discrepância entre as respostas e recorrência de ideias totalmente incompatíveis com o que foi perguntado (respostas no nível pré-estrutural). Mais uma evidência de que o instrumento deve ser aprimorado.

## 6. Considerações Finais

O uso da taxonomia permitiu identificar e classificar os níveis de entendimento alcançados pelos sujeitos ao realizar uma atividade de caráter investigativo. Ela se mostrou adequada ao tipo de dado obtido na atividade realizada e nos instrumentos construídos. Conseguimos elencar alguns possíveis fatores de influência para o alcance dos mais altos níveis, tais como: engajamento, conteúdos específicos e efeito da discussão. Esses fatores serão testados como possíveis preditores na pesquisa futura.

Verificamos que alguns elementos da atividade e do questionário devem ser alterados, para melhorar a qualidade dos dados. As alterações a serem feitas se referem à estrutura dos testes, onde devemos priorizar a narrativa do estudante e

não somente os desenhos. Na atividade, sugerir aos estudantes que, antes da resolução do desafio, estabeleçam hipóteses iniciais e no questionário, fazer adequações para o melhor entendimento da pergunta pelos estudantes.

Quanto à compreensão do conceito de Densidade, ainda é cedo para fazer afirmações sobre o efeito da atividade, devido ao pequeno número da amostra e às circunstâncias contextuais de aplicação do piloto. Entretanto há indícios de que a instrução favoreceu a evolução sobre os conceitos abordados (a partir da análise dos níveis de complexidade do entendimento alcançado), principalmente para os alunos (5º ano) que se envolveram mais na tarefa. Verificamos, que a Taxonomia SOLO se mostrou adequada à analise dos dados obtidos por esse tipo de desenho de pesquisa.

## 7. Referências

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