NEUROCIÊNCIA COGNITIVA NO PROCESSO DE APRENDIZAGEM DE ALUNOS COM DEFICIÊNCIA VISUAL: DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO COM FLUIDOS PARA O ENSINO DE FÍSICA

## NEUROCIÊNCIA COGNITIVA NO PROCESSO DE APRENDIZAGEM DE ALUNOS COM DEFICIÊNCIA VISUAL: DESENVOLVIMENTO DE EXPERIMENTO COM FLUIDOS PARA O ENSINO DE FÍSICA

## COGNITIVE NEUROSCIENCE IN THE LEARNING PROCESS OF STUDENTS WITH VISUAL IMPAIRMENT: DEVELOPMENT OF EXPERIMENT WITH FLUIDS FOR TEACHING PHYSICS

Tiago Henrique Lima dos Santos 1 , Estéfano Vizconde Veraszto 2

## Resumo

Este trabalho visa proporcionar situações didáticas que possam ser utilizadas no Ensino de Física com os alunos portadores de deficiências visuais. Estas situações têm caráter de investigação exploratória que serão utilizadas na exposição de conhecimentos adquiridos com o experimento. Utiliza-se o método aplicado, que visa produzir conhecimento para alguma prática. Busca-se a união da neurociência cognitiva e das teorias de aprendizagem, para desenvolver e aprimorar situações de aprendizagem. Os resultados preliminares são elencados como: a) o Ensino de Física pode propor atividades que contribuem para que alunos com deficiência visual criem imagens mentais das atividades propostas pelo docente; b) o conceito de imagens mentais, é um processo de plasticidade cerebral intermodal, que remapeia as funções do cérebro, fazendo utilização do córtex visual; c) As cognições podem ser maximizadas utilizando de experimentos que ativam as regiões sensório-motoras. As situações didáticas serão efetuadas utilizando o experimento de fluido, buscando aprofundar na questão de pressão.

Palavras-chave : Ensino de Física, Neurociência cognitiva, Alunos com deficiência visual.

## Abstract

This work aims to provide teaching situations that can be used in teaching physics and the visually impaired. These situations have character of exploratory research, used to expose such knowledge gained from the experiment. We use the method applied, which aims to produce knowledge for some practice. Search the union of cognitive neuroscience and theories of learning, to develop and enhance learning situations. The preliminary results are listed as; a) The Physics Teaching activities may propose to elucidate students with visual impairments so they can create mental images of the activities proposed by the teacher; b) the concept of mental pictures, is a process of intermodal brain plasticity which remaps the brain functions, making use of the visual cortex; c) cognitions can be maximized using

experiments that activate the sensorimotor regions. The didactic situations will be made using the experimental fluid, seeking to deepen the question of pressure.

Keywords : Teaching Physics, Cognitive neuroscience, Students with visual impairment.

## Introdução

Diferentes conteúdos de Física, variando dos mais simples aos mais complexos, tem o potencial de contribuir para formação de imagens mentais e para desenvolvimento cognitivo do aluno com deficiência visual, desde que sejam adaptados para realidades inclusivas. Assim, essa adaptação curricular de conteúdos teóricos para atividades práticas, desde que sejam elaboradas a partir de recursos táteis e/ou auditivos, tendem a contribuir para o processo de aprendizagem de alunos cegos, sem deixar de ser importante também para o aprendizado de alunos videntes (CAMARGO, 2012a).

Esse trabalho apresenta uma proposta ainda em desenvolvimento, que busca explorar a área de Mecânica dos Fluidos para desenvolver atividades inclusivas de Ensino de Física a partir de conceitos de pressão. Essa escolha se deu devido a uma falta de programas de experimentação, tanto no ensino de física, como no ensino no geral (DANTAS NETO, 2012).

Para que essa proposta seja cumprida, a pesquisa fundamenta-se no modelo analítico para a prática inclusiva de Física no contexto da Deficiência Visual (CAMARGO, 2012b), complementados por uma abordagem epistemológica que leva em conta os resultados de pesquisas em Neurociência Cognitiva aplicadas ao contexto educacional, especialmente considerando as relações entre ensino de Física e indivíduos com deficiência visual (VIVEIROS & CAMARGO, 2011)

## Problema e objetivos da pesquisa

Este estudo busca desenvolver atividades de ensino-aprendizagem a partir dos fundamentos da Mecânica dos Fluídos em uma perspectiva inclusiva, considerando alunos cegos ou ainda aqueles que possuem baixa visão. Nesse sentido, essa pesquisa, ainda em fases preliminares de desenvolvimento, buscará subsídios para responder a seguinte questão: Quais as melhores estratégias para se conseguir fazer com que um aluno que tenha deficiência visual consiga compreender o conceito de pressão?

Segundo Camargo (2012b), a metodologia de ensino apropriada a pressupostos inclusivos fundamenta-se em dois referenciais indissociáveis:

- i. Proporcionar que os alunos com e sem deficiência visual observem o fenômeno ou representações do fenômeno a ser estudado;
- ii. Dar condições para que todos alunos participem de um ambiente de aprendizagem de Física.

De forma geral, todo aluno inserido no contexto escolar, depara-se com situações de aprendizagem que são subprodutos de ações distintas, que variam desde aspectos observacionais a outros momentos onde podem ser estimuladas discussões, reflexões, reorganização do conhecimento e possíveis reformulações conceituais, proporcionando assim, maior interação entre os alunos com o objeto de

estudo (CAMARGO, 2012a, 2012b).

É nesse sentido que buscaremos, com essa proposta, subsídios para que o aluno possa aprender conceitos de física, a partir de atividades práticas, desenvolvidas a partir de perspectivas que considerem a inclusão de alunos cegos ou com baixa visão em salas regulares de ensino.

Assim, os objetivos dessa investigação compreendem:

- a) Desenvolver experimentos que possam ser utilizados para elucidar o conteúdo pressão;
- b) Adequar os experimentos existentes para que os deficientes visuais possam interagir e ter uma boa percepção dos conceitos que se quer ensinar;
- c) Utilizar pressupostos conceituais da neurociência cognitiva para o desenvolvimento e elaboração das práticas e atividades didáticas.

## Justificativa

Quando pensamos na perspectiva de como um aluno com deficiência visual aprende, pensamos em vários modelos diferenciados de adaptações para que haja essa aprendizagem. Modelos esses que às vezes não são adquiridos com facilidade pelas escolas e consequentemente não são oferecidos aos alunos. No art. 59 da LDB, enfatiza-se que os sistemas de ensino devem assegurar a inclusão escolar de educandos com deficiência, transtornos globais do desenvolvimento e altas habilidades ou superdotação (BRASIL, 1996). É nesse sentido que essa proposta é desenvolvida, apresentando os fundamentos para a elaboração de atividades experimentais adequadas para a inclusão de todos os alunos e amparada em pressupostos teóricos da área da neurociência cognitiva.

## Fundamentos teóricos da pesquisa

Neste tópico abordaremos as bases teórico-metodológicas da pesquisa.

## Ensino de Física

Sabemos que o Ensino de Física tem enfrentado problemas. O interesse pela disciplina é cada vez menor e o processo educacional parece não inovar há tempos. Dentre os possíveis fatores que corroboram nesse sentido, Bonadiman & Nonenmacher (2007), destacam como os mais prováveis

a pouca valorização do profissional do ensino, as precárias condições de trabalho do professor, a qualidade dos conteúdos desenvolvidos em sala de aula, a ênfase excessiva na Física clássica e o quase total esquecimento da Física moderna, o enfoque demasiado na chamada Física matemática em detrimento de uma Física mais conceitual, o distanciamento entre o formalismo escolar e o cotidiano dos alunos, a falta de contextualização dos conteúdos desenvolvidos com as questões tecnológicas, a fragmentação dos conteúdos e a forma linear como são desenvolvidos em sala de aula, sem a necessária abertura para as questões interdisciplinares, a pouca valorização da atividade experimental e dos saberes do aluno, a própria visão da ciência, e da Física em particular, geralmente entendida e repassada para o aluno como um produto acabado. (BONADIMAN & NONENMACHER, 2007: pp.196-197).

Como podemos perceber, vários são os motivos alegados para o fraco desempenho e interesse na área. Alguns desses fatores fogem ao controle do professor de física, mas outros podem ser evitados ou minimizados. E um desses fatores é o de fazer com que a metodologia de ensino seja revista, alterando maneiras tradicionais de dar aula, por soluções inovadoras e mais próximas da realidade dos alunos.

Considerando esses aspectos, desenvolvemos essa proposta, buscando soluções alternativas para tratar conceitos de pressão e força, a partir de atividades práticas inclusivas que poderão ser empregadas tanto para alunos com deficiência visual como para alunos videntes.

## Modelo analítico para inclusão no contexto da Deficiência Visual

O modelo analítico para a prática inclusiva de Física no contexto da Deficiência Visual foi desenvolvido a partir de pesquisas envolvendo alunos videntes, cegos, alunos com baixa visão e professores em formação a partir de processos comunicativos. De maneira geral, é possível indicar que o modelo aponta diferentes práticas comunicativas que proporcionam a inclusão ou que podem limitála. Além disso, também sinaliza que proposta de Ensino de Física fundamentadas em contextos interativos também podem interferir na aprendizagem do aluno cego ou com baixa visão (CAMARGO, 2012b).

Levando todos os aspectos do modelo em consideração, que ainda não são apresentados em virtude das limitações de espaço, o trabalho centrará esforços em desenvolver atividades no contexto inclusivo, considerando as diferentes perspectivas comunicacionais e interativas possíveis no estudo de fenômenos e conceitos físicos. Conceitos esses relacionados a fenômenos que muitas vezes tem associação imediata com a visão, como o fluxo de água em uma torneira aberta ou que muitas vezes não podem ser representados visualmente como a velocidade da luz. O estudo de fenômenos e das diferentes formas relacionadas à à visão podem contribuir para uma prática inclusiva mais eficiente.

## Deficiência visual e Neurociência cognitiva

Os Fundamentos da Defectologia (VIGOTSKI, 1995) apontam que o indivíduo cego congênito apresenta memória e concentração mais desenvolvidas que videntes e que a cegueira impulsiona o indivíduo a criar mecanismos de compensação para vencer a ausência da visão em contextos sociais estabelecidos por videntes. Nesse sentido, a linguagem é o mecanismo que o cego utiliza. Essas colocações de Vigotski (1995) hoje são complementadas pela Neurociência cognitiva.

Considerando esses aspectos, a neurociência cognitiva pode contribuir a princípio como conceitos como a plasticidade cerebral, que aponta que o cérebro do indivíduo se adapta a diferentes situações, independente de deficiência, podendo regenerar lesões e proporcionar remapeamento cerebral capaz de estimular áreas da visão que não foram ativadas, com a outras áreas que são perceptíveis, como o tato e a audição. (VIVEIROS, 2013; BOUYER, 2008; DAS et al , 2001).

## Plasticidade cerebral

No deficiente visual, a plasticidade cerebral tem a função especial de estimular as áreas da visão que não foram ativadas, com as outras áreas que são perceptíveis, como o tato e a audição denominada como plasticidade cross-modal ou intermodal (THÉORET, MERABET & PASCUAL-LEONE, 2004). Nessa perspectivas, Viveiros & Camargo (2011: p.4), apontam que

Para cegos em situações de aprendizagem envolvendo a utilização, a descrição (através da escrita) e a manipulação de equações matemáticas ou físicas, ocorre a dificuldade de natureza mnemônica de recordar as mesmas à medida que vão sendo trabalhadas numa determinada situação de ensino. (VIVEIROS & CAMARGO, 2011: p.4).

Refletindo sobre esta dificuldade que o cego tem em recordar, serão aplicadas algumas situações didáticas com a intenção de reforçar essa aprendizagem. Cada situação planejada intenciona uma sequência de aprendizagens. Nesse sentido, espera-se que o aluno, na medida que for avançando, retome situações anteriores como forma de reforçar o conteúdo aplicado para que a seguinte atividade seja melhor aproveitada. As possíveis contribuições da neurociência cognitiva para o Ensino de Física em uma perspectiva inclusiva podem ser vista no Quadro 1.

Quadro 1. Fenômenos neurocognitivos e ensino de física.Fonte: Viveiros e Camargo, 2011

## Metodologia

Essa proposta de trabalho caracteriza-se como sendo uma pesquisa exploratória. Para a determinação da situação didática vamos selecionar as variáveis que poderemos encontrar durante a situação. Com isso, pretendemos ter melhor controle sobre as atividades e a avaliação dos resultados. Empregaremos a abordagem qualitativa, analisando os resultados através de técnicas de Análise de Conteúdo (BARDIN, 2006), segundo os aportes teóricos apresentados.

- O público alvo são os alunos cegos ou com baixa visão. Todavia, o trabalho não se restringe somente a eles. A perspectiva inclusiva é tomada como base e, por

isso, as atividades desenvolvidas foram planejadas para a totalidade dos alunos envolvidos no processo. Assim, esse trabalho visa suprir a carência em atividades experimentais, principalmente destinadas ao Ensino de Física para o aluno deficiente visual, objetivando a diferenciação do ensino regular e aperfeiçoando o caráter de como o ensino de Física é discutido em sala de aula e fora dela.

## Etapas do trabalho

Para o desenvolvimento das atividades, podemos elencar alguns pontos:

- a) Primeira etapa: é aplicado a atividade 'cama de pregos' que servirá como subsídio para que o aluno possa desenvolver conceitos básicos da física, como força e área.
- b) Segunda etapa: Análise do conhecimento prévio: Nesta etapa no decorrer do experimento 'cama de pregos' e após, poderemos avaliar o quão o aluno aprendeu e assimilou os conceitos de força e área.
- c) Terceira etapa: Aplicaremos o experimento fluidos com a intenção de desenvolver o conceito pressão, visto que o experimento proposto visa a percepção do deslocamento do líquido.

## Proposta preliminar de sequência didática

Os experimentos serão divididos por etapas de desenvolvimento, constituindo-se em sequência didática. Segundo Pietrocola (2010), as intervenções educacionais são focadas em conteúdo específicos de determinado assunto, são idealizadas, selecionadas, esquematizadas, aplicadas e avaliadas segundo aportes teóricos. A partir de tais elementos, procura-se identificar situações ou interações, e busca-se validar o que foi proposto. Tais experimentos serão utilizados para elucidar dúvidas dos alunos e também oferecer subsídios de como o conteúdo pressão deve ser abordado. Nesse sentido, a sequência didática elaborada preliminarmente pode ser vista no Quadro 2. A proposta visa trabalhar com conceitos físicos de força e pressão (HALLIDAY, 2009; YOUNG &, FREEDMAN, 2003).

Quadro 2. Sequência didática.Fonte: elaborado pelos autores.

Figura 1 : esquema do experimento de fluídosFonte: elaborado pelos autores.

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## Considerações finais

Com o que foi sinteticamente apresentado neste trabalho, tendo como fundamentação teórica alguns resultados da neurociência cognitiva, psicólogos da aprendizagem e ensino de Física, com essa pesquisa, ainda em fase de desenvolvimento, espera-se contribuir à área de Ensino de Física buscando encontrar alternativas práticas para conteúdos teóricos, através de situações didáticas previstas para serem aplicadas com alunos videntes ou não.

Desta forma, visa-se a plasticidade intermodal, trabalhando com os experimentos sensório-motores propostos, escalonando em ordem hierárquica de complexidade. Nesse sentido, também espera-se que os resultados desta investigação consigam trazer subsídios para etapas futuras da pesquisas, onde serão buscadas associações de imagens mentais, adquiridas com uma interface cérebro-computador, correlacionando com a revisão da fundamentação teórica apresentada.

Com estas situações propostas, conseguiremos trazer novos subsídios para área que investiga aspectos inclusivos no Ensino de Física.

## Referências

BARDIN, L. Análise de conteúdo . Lisboa: Edições 70, 2006.

BONADIMAN, H. &amp; NONENMACHER, S E. B. O gostar e o aprender no ensino de física: uma proposta metodológica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física , v. 24, n. 2: p. 194-223, ago. 2007.

BOUYER, G.C. Ergonomia cognitiva e mente incorporada . São Paulo: Blucher Acadêmico, 2008.

BRASIL. Ministério da Educação . Lei de Diretrizes e Bases da Educação Nacional, LDB 9.394, de 20 de dezembro de 1996.

CAMARGO, E. P. O perceber e o não perceber: Algumas reflexões acerca do que conhecemos por meio de diferentes formas de percepção. São Paulo: Vetor, 2012a.

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HALLIDAY, D. Fundamentos de Física, volume 2: gravitação, ondas e termodinâmica/ David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker; Tradução e revisão técnica Ronaldo Sérgio de Biasi. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

PIETROCOLA, MAURÍCIO PINTO DE OLIVEIRA. Inovação Curricular e Gerenciamento de Riscos Didático-Pedagógicos: o ensino de conteúdos de Física Moderna e Contemporânea na escola média. 2010. Erudição. Faculdade de Educação da Universidade de São Paulo.

THÉORET, H.; MERABET, L.; PASCUAL-LEONE, A. Behavioral and neuroplastic changes in the blind: evidence for funcionally relevant cross-modal interactions. Journal of Physiology. Paris 98, 2004.

VIYGOTSKI, L. S. Fundamentos de la defectologia . Obras Completas. Tomo 5. Editorial Pueblo y educación, Cuba, 1995.

VIVEIROS, E. R., CAMARGO, E.P. A pesquisa em Neurociência e suas implicações para o Ensino de Ciências: contribuições para o Ensino de Física em deficientes visuais. In: E ncontro NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, VIII, 2011, Campinas-SP. CD-ROM, Rio de Janeiro, ABRAPEC, 2011.

VIVEIROS, E. R. Mindware semiótico comunicativo: campos conceituais no ensino de Física para deficientes visuais utilizando uma interface cérebrocomputador. 2013. 487 f. Tese (Doutorado)-Universidade Estadual Paulista. Faculdade de Ciências, Bauru, 2013.

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