ADOÇÃO DO MÉTODO PEER INSTRUCTION EM TRABALHOS COM TEMAS DE FÍSICA DOS MESTRADOS PROFISSIONAIS EM ENSINO

## ADOÇÃO DO MÉTODO PEER INSTRUCTION EM TRABALHOS COM TEMAS DE FÍSICA DOS MESTRADOS PROFISSIONAIS EM ENSINO

## ADOPTION OF THE PEER INSTRUCTION METHOD ON WORKS WITH PHYSICS THEMES OF PROFESSIONAL MASTER'S DEGREE IN TEACHING

## Ana Amélia Petter 1 , Tobias Espinosa 2 , Ives Solano Araujo 3

- 1 Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Física, anaameliapetter@gmail.com
- 2 Universidade Federal do Rio Grande, Instituto de Matemática, Estatísticas e Física, tobiasespinosa@furg.br
- 3 Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Instituto de Física, ives@if.ufrgs.br

## Resumo

Desde o surgimento dos primeiros Mestrados Profissionais em Ensino (MPE) no Brasil é explícita a orientação de que os mestrandos desenvolvam produtos educacionais inovadores e dissemináveis a outros contextos educativos como requisito parcial para obtenção do título de mestre. Nos MPE com temas de Física, o método ativo de ensino Peer Instruction (PI) tem sido um dos mais adotados para o desenvolvimento e aplicação de tais produtos. Assim, o propósito deste trabalho é entender como o PI tem sido implementado por professores de Física no contexto dos MPE. Para isso, realizamos um estudo bibliográfico preliminar em 34 dissertações, publicadas entre 2004 e 2018, destacando as modificações realizadas pelos autores para implementar o método em seu contexto. Constatamos que 32 dos 34 professores realizaram algum tipo de modificação na proposta original do PI, sendo que nove autores modificaram entre 50% e 70% do método. Dentre as características do método a mais modificada foi a aplicação de questões conceituais intercaladas com exposições orais.

Palavras-chave : Peer Instruction ; Mestrado Profissional em Ensino; Ensino de Física.

## Abstract

Since the emergence of the first Professional Master's degree in Teaching (PMT) in Brazil, there has been an explicit guidance that the master's students develop innovative educational products that can be disseminated to other educational contexts as a partial requirement for obtaining a master's degree. In the PMT with physics themes, the active teaching method Peer Instruction (PI) has been one of the most adopted for the development and application of such products. Thus, the objective of this work is to understand how the PI was implemented by physics teachers in the context of the PMT. For this, we carried out a preliminary bibliographic study in 34 dissertations, published between 2004 and 2018, highlighting the modifications performed by the authors to implement this method in its context. We verified that 32 of the 34 teachers made some kind of modification to the original proposal of the PI, with nine authors modifying between 50% and 70% of

the method. Among the characteristics of the method, the most modified was the implementation of conceptual questions interspersed with oral presentations.

Keywords : Peer Instruction; Professional Master's degree in Teaching; Physics Education.

## Introdução

Os desafios da Educação, e do Ensino de Física em particular, são diversos: desvalorização da profissão docente, falta de professores, carga horária reduzida, desmotivação discente, abordagens didáticas tradicionais, ensino centrado no professor, entre outros pontos. Alguns desses problemas estão ao alcance de professores e pesquisadores resolverem. Entretanto, como aponta Moreira (2018), há limitada participação docente nas investigações em ensino de Física e ínfimo impacto das pesquisas nas salas de aula.

Frente a esse problema, algumas iniciativas vêm sendo implementadas. Como exemplo, em 2002, foram criados os primeiros Mestrados Profissionais em Ensino (MPE), regulamentados pelo Ministério da Educação e pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). Com objetivo análogo, entre 2006 e 2012, a CAPES em parceria com o Instituto Nacional de Estudos e Pesquisas Educacionais Anísio Teixeira realizou editais do programa Observatório da Educação, o qual propunha, dentre outras coisas, a capacitação de professores e a disseminação de conhecimentos sobre educação (BRASIL, 2006).

Ainda em vigência, os MPE buscam com a qualificação didático-pedagógica dos docentes, a melhoria do ensino na educação básica, agregando a pesquisa à prática do professor, de maneira a integrar a realidade escolar com a pesquisa acadêmica (MOREIRA; NARDI, 2009). Tal integração se dá através da exigência do desenvolvimento e implementação de um Produto Educacional (PE) inovador - nas condições reais de ensino do professor-aluno -, e do relato da experiência na dissertação (BRASIL, 2015). Além disso, espera-se que os produtos sejam dissemináveis para contextos educacionais distintos. Apesar dos esforços de professores e pesquisadores, Schäfer (2013) aponta que os PE em algumas situações não são disseminados e nem mesmo os próprios autores os utilizam após a conclusão do mestrado.

Nesse sentido, no escopo do projeto em que o presente trabalho está inserido, almejamos contribuir para a adoção e disseminação dos PE dos MPE, entendidos aqui como inovações didáticas. Nosso principal objetivo é entender como o Peer Instruction (PI) tem sido implementado por professores de Física no contexto dos MPE do Brasil. A escolha do método interativo de ensino PI foi devido a sua presença tanto em contexto nacional quanto internacional, frente a outros métodos similares. Neste artigo apresentamos resultados parciais de um estudo que identifica as principais modificações realizadas no PI a partir da leitura das dissertações. Cabe salientar que tais modificações podem ser benéficas, na medida em que possibilitam a implementação do método em um contexto educacional particular, ou prejudiciais, no sentido de deturparem aspectos fundamentais do método.

## Estudos anteriores sobre o Peer Instruction

Nesta seção, apresentamos uma breve descrição do PI e dos resultados de uma revisão da literatura sobre o método realizada por Müller et al. (2017).

O Peer Instruction , desenvolvido em 1991 pelo professor Eric Mazur da Universidade de Harvard , é um método ativo de ensino centrado na ideia de que um aluno pode aprender com outro. Inicialmente, Mazur (1997) propôs que anteriormente às aulas os alunos deviam ser introduzidos ao assunto com um material de apoio. Mais tarde, Araujo e Mazur (2013) propuseram a integração do PI ao Just-in-Time Teaching . Tal integração recomenda que previamente às aulas, os estudantes realizem uma tarefa de leitura ( reading assignment) proposta pelo professor, isto é, realizem a leitura de um material de apoio e respondam a questões conceituais sobre o tópico lido e a uma pergunta de feedback sobre o entendimento do material. Já em classe, espera-se que o professor inicie a aula propondo quizzes (questionários) aos estudantes e, em seguida, utilize as respostas para guiar uma breve exposição oral sobre o tópico estudado; ou comece a aula realizando uma exposição oral planejada a partir das dúvidas dos alunos referentes à tarefa de leitura, respondida e enviada ao professor antes da aula.

Ambas propostas recomendam curtas exposições do professor, sobre os pontos-chave, intercaladas com a apresentação de Testes Conceituais 1 (TC), os quais são, usualmente, baseados em dificuldades comuns dos alunos. Ao apresentar os TC, a ideia é que os estudantes reflitam individualmente e depois se comprometam com uma resposta para cada TC, ou seja, os alunos votam em uma alternativa. Araujo e Mazur (2013) expõem a sequência da aula para três possíveis cenários. Caso os resultados da votação fiquem entre 30 e 70% de acertos, recomenda-se que o docente solicite aos alunos que discutam com os colegas com respostas divergentes. Em seguida, o professor pede que os estudantes votem novamente individualmente. No entanto, se a quantidade de acertos for menor que 30%, é recomendado que o professor realize uma nova exposição dialogada e depois proponha um novo TC sobre o mesmo tópico. Por fim, se a votação indicar mais de 70% de acertos, é recomendado que o docente explique a questão e inicie uma exposição oral sobre um novo tópico, recomeçando o processo.

Em revisão da literatura recente sobre a implementação do PI, Müller et al. (2017) apontaram que a adoção do método apresenta impactos positivos na aprendizagem conceitual dos alunos, na habilidade de resolução de problemas e no desempenho acadêmico. Os resultados da revisão revelaram que a maioria das publicações foram conduzidas em universidades norte-americanas, principalmente em disciplinas de Física. Além disso, o estudo expôs que os estudantes desenvolvem sentimentos positivos relacionados a sua aprendizagem dos conteúdos e à metodologia. Por fim, foi evidenciado que os professores realizavam modificações ao implementar o PI, tanto de maneira a integra-lo com outras metodologias como em relação às etapas do método. Apesar de demonstrar flexibilidade do método, tais resultados apresentam a necessidade de estudos sobre os impactos das modificações em ambientes formais da educação básica.

Nesse sentido, Dancy, Henderson e Turpen (2016) investigaram, a partir de entrevistas, como 35 professores americanos implementaram o PI. Para analisar as modificações, os autores definiram nove elementos que compõem o método, a saber: i) o professor adapta suas ações às respostas dos alunos às tarefas desenvolvidas em classe; ii) os alunos não são avaliados nas tarefas de aula; iii) os estudantes têm um tempo para pensar individualmente e se comprometer com uma resposta à tarefa antes de discutir com os colegas; iv) são utilizadas questões

conceituais na sala de aula; v) as questões conceituais se baseiam em ideias prévias comuns e dificuldades dos alunos; vi) as questões de sala de aula são de múltipla escolha; vii) as tarefas são intercaladas ao longo da aula; viii) os alunos discutem suas ideias a respeito das respostas às atividades com os seus colegas; ix) os estudantes votam individualmente após a discussão entre os colegas . Como resultados, os autores constataram modificações de aspectos essenciais do método, o que indica que os docentes não estão conscientes dos princípios básicos. Apenas 20% dos professores declararam pedir que os alunos se comprometam individualmente com a resposta aos TC, 40% raras vezes ou nunca solicitam que os estudantes discutam entre si, e apenas 10% realizam a votação após a discussão.

No contexto brasileiro, Müller (2017) realizou três estudos empíricos em duas universidades públicas brasileiras. Como resultados o autor identificou que, em ambas universidades, o PI sofreu modificações ao longo do tempo. Tais modificações foram realizadas devido às crenças de ensino- aprendizagem dos docentes, à dificuldade de cumprir o cronograma de conteúdos da disciplina, aos contextos de ensino e às suas experiências anteriores e necessidades específicas.

Por fim, nosso estudo é uma tentativa de preencher a lacuna apresentada em recente revisão da literatura realizada por Rebeque, Ostermann e Viseu (2017) a respeito dos MPE. Os autores salientam que há uma tendência de estudos de identificação e categorização das dissertações e PE de MPE, deixando de lado análises acerca da qualidade, utilização e disseminação desses materiais. Assim, os estudos apresentados nessa seção dão subsídios para uma análise em profundidade das dissertações e PE que relatam a implementação do PI.

## Delineamento metodológico

Para atingir o objetivo deste trabalho, realizamos uma leitura detalhada das dissertações e PE de MPE em que os professores aplicavam nas aulas de Física o método PI. As dissertações foram selecionadas com uma busca no Catálogo de Teses e Dissertações da CAPES 2 com os seguintes descritores: "Instrução pelos Colegas" OR "Instrução pelos Pares" OR "Instrução por Pares" OR " Peer Instruction ". Além disso, aplicamos um filtro da própria plataforma para Mestrado Profissional e Profissionalizante. Encontramos 41 dissertações. Dessas, realizamos a leitura dos títulos e resumos e excluímos nove que não utilizavam o método e/ou temas de Física. Com o intuito de garantir que a nossa busca contemplasse todas as dissertações de nosso interesse, realizamos ainda uma leitura dos títulos e resumos de planilhas disponibilizadas na plataforma Sucupira 3 de dissertações do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física de 2015 até 2018. Dessa maneira, identificamos três novas dissertações. Na sequência foi realizada uma leitura flutuante das 35 dissertações identificadas. Nessa etapa mais uma dissertação foi excluída por apenas citar o método, sem implementá-lo. Assim, analisamos a fundo 34 dissertações 4 e seus PE derivados.

Os arquivos em PDF dos trabalhos foram importados para o software NVivo 12 Pro ®5 , no qual realizamos a leitura integral dos documentos. Assim, foi possível selecionar trechos dos relatos que se relacionassem com 10 características do

método, estabelecidas previamente. Tais características serviram como categorias de análise. As categorias, adaptadas de Dancy, Henderson e Turpen (2016), são as seguintes: ( C1 ) Preparação prévia como indicado pelo método, (C2) Análise das respostas da preparação prévia, (C3) Exposições orais breves, (C4) Questões intercaladas, (C5) Reflexão individual, (C6) Votação 1 individual, (C7) Discussão entre os colegas, (C8) Votação 2 individual, (C9) Aplicação de testes conceituais, e (C10) As questões em sala de aula não são pontuadas por acerto e erro.

Para análise das categorias foram criadas três classificações, são elas: Sem Informação Suficiente Modificado , e Original . Dessa forma, cada dissertação foi classificada dentre essas três opções em cada categoria, permitindo ao final a identificação das características mais modificadas, das desenvolvidas da maneira proposta pelo desenvolvedor e daquelas em que não foram apresentadas informações suficientes para definir como ou se foram utilizadas.

## Resultados preliminares e discussão

Nesta seção, apresentamos quais as modificações realizadas em cada uma das categorias, bem como expomos, na Figura 1, o panorama dos resultados.

Figura 1. Quantidade de dissertações que informam o uso ou a adaptação de cada uma das características do PI.

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Dentre as modificações mais recorrentes em C1 (preparação prévia) estão: apenas a leitura de um material em casa, sem a utilização de questões (D3, D13, D 14, D19, D24, D26, D30, D33); e ausência da preparação prévia (D5, D12, D17, D23, D25, D34). Outras modificações foram: a ocorrência de leitura seguida de dúvidas (D18) ou de pré-teste (D22) em sala de aula; a entrega de um texto e uma lista de exercícios, sem o envio das respostas, apenas conferindo em sala de aula com o gabarito (D11); e a leitura de um material em sala de aula seguido de comentários e dúvidas (D18). Outro autor relatou ter disponibilizado aos alunos ao final da aula, ainda em sala, um tempo para leitura da Tarefa de Leitura (TL) (D15), de modo a contornar uma barreira situacional identificada no momento da entrega do primeiro material. Ainda em relação a esse caso, destaca-se que mesmo poucos estudantes realizando as TL o professor continuou disponibilizando e corrigindo.

A segunda categoria (C2) se refere à análise das respostas dadas aos quizzes e/ou às Tarefas de Leitura. Em seis trabalhos não houve qualquer tipo de

preparação prévia (TL ou quizzes ) (D5, D12, D17, D23, D251, D34) e oito deles indicavam apenas leituras prévias, sem questões (D3, D13, D 14, D19, D24, D26, D30, D33), implicando na ausência de respostas para serem analisadas e utilizadas na preparação da exposição oral. Em outras duas dissertações, apesar de o professor responder as dúvidas, não havia questões obrigatórias. Nesse caso, por exemplo, eles apenas remetiam dúvidas por um grupo em uma rede social da turma (D24) ou as expunham após a leitura da tarefa em classe (D18). Outra dissertação classificada como modificada foi a D11, nela o professor indicava uma leitura e uma lista de exercícios prévias, mas em sala de aula os alunos apenas conversavam entre si e recebiam o gabarito, e se ainda restassem dúvidas ele às respondia.

Em relação à categoria de exposições orais breves (C3), 14 dissertações foram classificadas como modificadas, isto é, os autores realizaram exposições longas. Dentre as evidências utilizadas para identificar a mudança, a mais recorrente foi a ocorrência de aulas apenas expositivas seguidas por aulas com a aplicação de TC (D12, D19, D22, D24). Outro indício considerado foi o uso de exposição seguida de outra atividade, ambas orais, realizadas pelo professor (D01, D23) com os TC ao final da aula (D15, D16, D29). Vale salientar que a dissertação D27 apresenta todas as evidências apontadas até então para essa categoria. Os autores de D09, D10 e D26 declararam exceder o tempo de exposição. Por fim, a autora de D32 substituiu a exposição oral pela leitura de um material no início da aula.

A quarta categoria, das questões intercaladas (C4), foi a mais modificada dentre as dez analisadas. Há predominância de dissertações em que os autores realizavam os TC ao final da aula (D09, D10, D15, D16, D18, D20, D26, D28, D29, D30, D33, D34), ou seja, não faziam breves exposições intercaladas com os TC. Nesses casos, primeiro o professor realizava toda a exposição, executava as atividades previstas (experimento ou simulação), e por fim aplicava os TC. Este tipo de modificação é vinculado a modificações na categoria C3, conforme já exposto. Outras alterações realizadas em relação a C4 foram: o uso de uma aula específica para aplicar os TC (D02, D12, D19, D22, D24, D27) e a aplicação dos TC em apenas um momento da aula, em geral entre atividades como exposição, experimento e uso de simulação (D01, D03, D14, D23). Quatro dessas dissertações foram consideradas modificadas porque os autores, apesar de implementarem a C4 da forma original em algumas aulas, não o fizeram em todas (D01, D10, D33, D34). Por fim, destacamos que uma das dissertações, classificada como original (D17), previa realizar os TC como um questionário final, no entanto foram intercaladas exposições orais com os TC, pois os alunos apresentaram muitas dúvidas sobre as questões.

Dentre as modificações realizadas em relação à categoria da reflexão individual (C5) está a realização da reflexão coletiva inicial (D10, D16, D17, D22, D30, D31), que ocorria tanto por iniciativa dos alunos, que conversavam antes da votação (principalmente em turmas mais numerosas), quanto por iniciativa do professor, que sugeria que os estudantes votassem em duplas ou grupos. Em outro caso considerado modificado o professor exibia um vídeo entre a apresentação de alguns TC e a primeira votação (D26). Dentre os casos considerados reflexão coletiva inicial, por exemplo, destacamos uma dissertação em que o docente relatava utilizar o PI em duas turmas, uma de segundo e outra de terceiro ano do ensino médio, implementando a reflexão individual apenas na primeira.

Nesse mesmo trabalho, a primeira votação (C6) também foi modificada, pois acontecia em dupla na turma de terceiro ano (D22). As outras duas alterações em

relação à C6 são os relatos em que identificamos a votação em grupo (D16) e em dupla (D17).

A respeito da discussão com os colegas entre uma votação e outra (C7), foram identificadas diversas adaptações. Quatro professores relataram situações em suas dissertações em que realizaram explicações (D11, D20, D26, D28, D34), orais ou expostas em slides , para complementar a discussão dos estudantes entre uma e outra votação. Um dos casos não realizou a discussão em momento algum (D25). Em oposição, identificamos três autores que relataram realizar a discussão entre os alunos independentemente da quantidade de acertos (D04, D12, D33). Outras mudanças foram: a realização de mais de uma discussão para o mesmo TC (D02); os alunos expondo suas respostas por solicitação do professor (D07) ou de um aluno que assumiu postura de líder de turma (D19); a troca da discussão pela exposição do professor (D31), por falta de tempo; e a discussão dos TC apenas ao final da votação de todos eles (D24).

Identificamos cinco tipos de alteração em relação à proposta original de realizar uma segunda votação individual (C8). Nesses casos a segunda votação, não era realizada (D24) ou acontecia em dupla (D17, D22), em grupos (D16), ou independentemente da quantidade de acertos na primeira votação.

Além disso, a aplicação dos TC (C9) foi adaptada pelos professores para questões tanto conceituais como matemáticas. Essa alteração foi identificada nas 15 dissertações aqui classificadas como modificadas (D02, D04, D05, D09 a D11, D14, D15, D20, D21, D24, D26, D28, D30, D33).

Por fim, a única modificação identificada em relação à pontuação por acerto e erro dos TC (C10) foi uma dissertação em que os alunos ganhavam pontos por acerto na segunda votação (D30).

Assim como Müller (2017) aponta como resultado de seu segundo estudo, entendemos que a quantidade de modificações identificada na pesquisa pode indicar que as crenças de ensino e aprendizagem dos docentes não são compatíveis com os pressupostos básicos do método. Outro ponto interessante a salientar são as características mais modificadas no contexto investigado, frente as apontadas nos estudos apresentados. Na nossa pesquisa é possível notar uma maior modificação em relação ao uso das questões intercaladas com exposições orais breves (n = 23), a preparação prévia (n = 19) e a análise das respostas dessas (n = 17), e ao uso de questões conceituais (n = 14). Apesar da discussão entre os colegas apresentar um número considerável de adaptações, não está entre as características mais modificadas, diferentemente do estudo de Dancy, Henderson e Turpen (2016) em que as principais características modificadas são o comprometimento individual do aluno com a resposta, a discussão entre os colegas e a votação após a discussão.

## Considerações finais

Com este trabalho buscamos expor as modificações identificadas em relação ao Peer Instruction , reforçando a importância da continuidade de uma pesquisa sobre as razões das modificações e as consequências positivas e negativas relacionadas. A partir da leitura das dissertações, foi possível identificar lacunas nos relatos sobre alguns dos elementos essenciais do método, já apontados por Dancy e colaboradores como elementares. Além de fatores institucionais e situacionais ( e.g. falta de infraestrutura ou de apoio da comunidade escolar,

quantidade elevada de alunos por turma, entre outros), julgamos que essas adaptações do método podem se dar em função de concepções de ensino e aprendizagem dos professores desalinhadas com os princípios pedagógicos do método de ensino. Essas, e outras hipóteses, serão avaliadas em trabalhos futuros. Para tanto, serão aplicados questionários aos docentes, autores das dissertações elegidas ao estudo, bem como tentaremos entrevistar alguns, buscando entender os motivos das modificações e identificar as consequências dessas adaptações. A continuação dessa pesquisa contará com o aporte da Teoria da Difusão de Inovações, de Everett Rogers (2003), visando contribuir para reflexões e orientações acerca da construção de produtos educacionais potencialmente dissemináveis.

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