As emoções no Ensino de Física: Possibilidades de medidas

## AS EMOÇÕES NO ENSINO DE FÍSICA: POSSIBILIDADES DE MEDIDAS THE EMOTIONS OF PHYSICS LEARNING: POSSIBILITIES OF MEASUREMENTS

Juliana Kaori Ido , Bruna Almeida dos Santos , Janethe Patrícia Acuña , 1 2 3 Nínive P. Caetano da Silva , Ana Paula Moreira , Lucas Azevedo Mesquita 4 5 Pereira , Glauco dos Santos Ferreira da Silva , Guilherme Brockington 6 7 8

1 Universidade Federal do ABC/CCNH/juliana.kaori@ufabc.edu.br

2 Universidade Federal do ABC/CCNH/a.bruna@aluno.ufabc.edu.br

3 Universidade Federal do ABC/CCNH/janethe.acuna@ufabc.edu.br

4 Universidade Federal do ABC/CCNH/ninive.silva@ufabc.edu.br

5 Universidade Mogi das Cruzes/anapaulaa.moreira@gmail.com

6 Universidade Federal de São Paulo/lucasamesquita@hotmail.com

7 ECEFET-RJ/glauco.silva@cefet-rj.br

8 Universidade Federal do ABC/CCNH/brockington@ufabc.edu.br

## Resumo

O processo de aprendizagem envolve fatores, de ordem pedagógica, psicológica e neurobiológica. A recepção de informações no cérebro passa por diversas regiões cerebrais e sofre influência de neurotransmissores e hormônios. Parte da produção e liberação desses químicos advém das emoções e sentimentos, a partir de estímulos externo, tais interações alteram as condições que o corpo se encontra, adquirindo um chamado estado emocional do corpo. Essas alterações influenciam na transmissão, absorção e armazenamento de informações no cérebro, de forma que podemos averiguar a importância das emoções na aprendizagem. Entretanto, o senso comum vê as emoções de forma abstrata, dificultando possíveis investigações em sala de aula. Um dos maiores problemas no tratamento do tema de maneira científica é, justamente, como medir as emoções. Nesse trabalho apresentaremos um método de determinar o clima emocional da turma, que possibilita uma série de investigações importantes sobre a relação entre emoções e aprendizagem. Nosso trabalho, então, visa fomentar a discussão da relevância das emoções na educação e fornecer subsídios para medi-las de maneira mais adequada.

Palavras-chave : Emoções, Ensino de Física, Ensino de Ciência, Neurociência, Aprendizagem.

## Abstract

The process of learning involves a lot of factors, from pedagogical, psychological and neurobiological order. The reception of information goes by many parts of the brain and suffer influence by neurotransmitters and hormones. A portion of production and liberation of these chemicals comes of emotions and feelings that starting with a external stimulus, the interactions changes the conditionals of the

body acquiring a emotional state of the body. These changes influences on the transmission, absorption and storage of the information in the brain, in a way that we can ascertain the importance of emotion in the process of learning. Meantime the sense common looks at the emotion in an abstract vision, making investigations in classroom difficult. To continue the research about the emotions in the classrooms we will present a method to determinate the emotional climate of the class, starting with each person. Our research wants to promote the discussion about the relevance of the emotion in the education and provide subsidies to a better comprehension of the process that results on the learning.

Keywords : Emotions, Physics Teaching, Science Education, Neuroscience, Learning.

## Introdução

Cotidianamente realizamos a seguinte pergunta: Como você está?' Feita de ' forma bastante automática, como mera formalidade social, não se percebe o quão profunda essa questão pode ser. Sua profundidade reside justamente no fato dela evocar as emoções e os sentimentos que permeiam a vida de cada ser humano.

Emoções e sentimentos estão cotidianamente presentes em todas as atividades realizadas pelas pessoas e em todos os contextos possíveis. Estudos advindos da Neurociência fornecem uma perspectiva mais ampla, evidenciando a importância das emoções no dia-a-dia e quais são suas causas e suas consequências no corpo e no comportamento humano (BROCKINGTON, 2011), (MONTEIRO e GASPAR 2007). E como essa influência ocorre no contexto escolar? Em geral, as emoções são pouco estudadas no Ensino de Ciências, embora o assunto tenha ganhado mais atenção na última década (BELLOCCHI, RITCHIE, TOBIN, SANDHU, & SANDHU, 2013; BELLOCCHI, et al., 2013; BELLOCCHI A., 2017). Como o conhecimento escolar é um elemento fundamental no desenvolvimento cognitivo dos indivíduos, parece-nos de extrema importância investigar as relações estabelecidas entre a aprendizagem do conhecimento científico e sua dimensão emocional.

A aquisição de conhecimentos ocorre a partir de vários estímulos e ativa diversas partes do cérebro. São vários os fatores que influenciam os processos neuro-biológicos, dentre eles está a presença dos neurotransmissores e hormônios. Conforme o estado emocional de uma pessoa, alguns químicos são produzidos e liberados, causando eventuais efeitos e sensações (CONSEZA e GUERRA 2011). Assim, é necessário investigar, em maior profundidade como as emoções afetam a aprendizagem. Entretanto, os estudos sobre emoções possuem diversos obstáculos, principalmente em sua medição, uma vez que tem-se no uma concepção abstrata das emoções.

Sabendo da relevância e complexidade que a pesquisa sobre emoções e ensino possui, partiremos nossa discussão do ponto de vista neurocientífico, trataremos sobre as especificidades das emoções e dos sentimentos, suas origens e seus estímulos, seus desdobramentos no cérebro e seus impactos no corpo. Em seguida, apresentaremos um breve panorama das pesquisas sobre emoções e ensino de Física no Brasil, por meio da análise dos principais eventos da comunidade científica: ENPEC (Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências), SNEF (Simpósio Nacional de Ensino de Física) e EPEF (Encontro de

Pesquisa em Ensino de Física) nos últimos 10 anos. Para contextualizar, globalmente, consultamos o ESERA (European Science Education Research Association) no mesmo período supracitado. Por fim, discutiremos sobre um método de medição de emoções que pode ser utilizado em sala de aula, colaborando para a investigação da influência das emoções nas aulas de Física.

## Discussão Teórica

Nosso objeto de pesquisa são as emoções e seus desdobramentos. Para fundamentar uma discussão mais profunda, apresentaremos o trabalho do neurocientista António Damásio, que aborda as emoções e os sentimentos a partir do funcionamento cerebral.

## O que são emoções?

Pode-se interpretar as emoções como processos de reação do corpo humano, os quais são essenciais para a manutenção do metabolismo de cada indivíduo e agregando conhecimentos para a sobrevivência.

- O estado emocional do corpo é o resultado das influências das emoções, de modo que há alterações hormonais, comportamentais e cerebrais. Assim, é possível relacionar as emoções com respostas mecânicas do corpo, como, ao sentir medo, os batimentos cardíacos aceleram, há o frio na barriga', entre outros. '

Damásio apresenta a hipótese do ser humano nascer com algumas emoções automáticas que desencadeiam, por meio de ativações de áreas específicas do cérebro, efeitos no corpo que constituem uma reação à determinada situação. Essas seriam as emoções primárias . A partir de um estímulo externo (detectado pelos olhos, ouvidos, pele, etc), a recepção desses sinais é realizada pelo sistema límbico, especificamente pela amígdala; em seguida, são geradas respostas internas para os músculos, vísceras, núcleos neurotransmissores e hipotálamo. Por fim, no hipotálamo são geradas respostas endócrinas. Dada a limitação de espaço deste trabalho, não é possível especificar os processos que ocorrem; mas é de grande importância salientar que, principalmente nas respostas internas, as emoções se dão por processos automáticos que não contam com a participação da consciência e estruturas mais complexas (DAMÁSIO, 2019).

As emoções secundárias são mais complexas e exigem maior atividade cerebral, pois vão além de reações automáticas, mas são essenciais para a sobrevivência e otimização de processos cognitivos. Recebido o estímulo, além dos processos envolvidos nas emoções primárias, nas emoções secundárias, as informações são encaminhadas para os córtices frontais, região cujas redes neurais evocam representações visuais já vivenciadas. Devido a essa conexão, as emoções deixam de ser respostas automáticas, envolvendo, agora, a consciência, a memória, a deliberação e entre outros processos (DAMÁSIO, 2019). Essas emoções são adquiridas, aprendidas, incorporadas conforme as experiências ao longo da vida; e quando deparado com situações semelhantes, o processo emocional que antes já fora experienciado, se torna mais rápido e mais eficaz.

## O que são sentimentos?

Para discutirmos o que é considerado neste trabalho como sentimentos, é importante ter em mente os impactos das emoções no corpo humano, uma vez que ' todas as emoções originam sentimentos, se se estiver desperto e atento, mas nem todos os sentimentos provêm de emoções' (DAMÁSIO, 2019). Seguindo a linha de raciocínio do autor, a definição de sentimentos é uma amálgama do estado do corpo (uma vez que fora influenciado pelas emoções), estímulos externos (podendo ser visual, auditivo, tátil e olfativo) e as ligações cerebrais (atuando conforme determinadas substâncias neuroquímicas). Assim como nas emoções, o processo do sentimento inicia-se com um estímulo e envolve as mesmas regiões do cérebro, e mais a participação do corpo pelos sinais das vísceras, dos músculos e das articulações; e a influência das substâncias neuroquímicas é dada pelos sinais dos núcleos neurotransmissores e endócrinos. Em outras palavras, sentimentos são percepções do corpo, juntamente com estímulos externos e hormônios atuando de forma altamente coordenada. Além de estar intimamente relacionado com as emoções, os sentimentos configuram os intervalos entre emoções, de forma discreta e sem grandes impactos no corpo.

As emoções e sentimentos produzem vários efeitos no corpo, de modo que provoque sensações diversas. O conhecimento de tais modificações podem ser utilizadas em benefício do indivíduo, auxiliando na investigação dos processos cognitivos. Desse modo, pode-se associar as emoções com a aprendizagem, pois na aquisição de conhecimentos há influências da ativação de partes específicas do cérebro e a liberação de hormônios e neurotransmissores.

Os autores Conseza e Guerra (2011) estabelecem uma forte relação entre Neurociência e Educação partindo de argumentos e pesquisas das duas áreas. Definem emoções como ' sinalizador interno de que algo importante está ocorrendo, e são, também, um eficiente mecanismo de sinalização intergrupal '. É atribuído às emoções papel de monitoramento e aviso, interna e externamente, como também, forma de interação com outros indivíduos. Quanto a relação com a aprendizagem, ressalta-se o argumento fisiológico: participação da amígdala; assim como nas emoções, atua no processo de obtenção de novos conhecimentos, desde a identificação dos estímulos recebidos, como na liberação de dopamina, neurotransmissor responsável pela sensação de recompensa (p. 75).

Monteiro e Gaspar (2007) publicaram um trabalho discutindo a dimensão social que as emoções alcançam em sala de aula, utilizando o psicólogo russo Lev Vigotski como embasamento teórico. Por meio da investigação de 7 aulas de Física de uma turma de Ensino Médio e a partir de análise e interpretação das falas, notouse que quando emoções estavam presentes, o envolvimento e interação dos alunos era maior, de modo que essas emoções, provocadas pela atuação do professor, promoveu interação social, integração, unificação e comprometimento.

## Revisão Bibliográfica

Levantamos um panorama das pesquisas sobre emoções e o ensino de Física no Brasil, consultando os trabalhos apresentados nos principais eventos científicos do país: ENPEC, SNEF e EPEF dos últimos 10 anos. Nossa busca utilizou os termos emoção', "emoções', ensino de Física' e ensino de Ciências' no ' ' ' título e palavra-chave dos trabalhos. Os resultados encontrados estão no gráfico 1 e

a quantidade total de trabalho apresentados nesses eventos estão apresentados no gráfico 2.

Gráfico 1: Relação de eventos e a quantidade de trabalhos que abordam emoções.Gráfico 2: Relação de eventos e a quantidade total de trabalhos.

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Observamos que na última década, nos eventos brasileiros, uma quantidade de 10 trabalhos abordaram as emoções associadas à educação. Dentre as apresentações orais, pôsteres e palestras, a discussão realizada inicialmente relaciona os estudos da Neurociência com o contexto da sala de aula, trazendo uma nova perspectiva de investigação. Os trabalhos encontrados abordam as emoções relacionando-a com a aprendizagem e estabelecendo sua relação com a sala de aula. Parte dessas pesquisas realizaram experimentos em busca de medidas ou referências de emoções.

Em contraponto, temos os trabalhos apresentados no ESERA (European Science Education Research Association) também na última década, para nos fornecer uma perspectiva mundial da pesquisa em ensino. Buscamos no título e nas palavra-chave os termos ' emotion' "emotions', ' Physics learning' e ' Science Education', a quantidade de trabalhos que atenderam a busca foi de 18, somente em 2019. Reconhecemos que se trata um número expressivo, por outro lado,

quando comparado com a quantidade total de trabalhos, observamos que a abordagem das emoções é pequena.

Comparando o número de trabalhos apresentados nos eventos brasileiros com o evento europeu, é possível perceber a discrepância na quantidade de pesquisas que envolvam emoções no Brasil e mundialmente. O contexto no exterior é bastante diversificado quanto às abordagens e investigações, são estudos que abarcam diversos níveis escolares, impactos na avaliação e rendimento escolar, efeitos das práticas docentes e a importância de se reconhecer e trabalhar as emoções em sala de aula.

## Metodologia

Para este trabalho, a fim de estabelecer relações com a aprendizagem, as emoções e sentimentos precisam ser identificados e medidos. Esse processo investigativo é, portanto, bastante complexo, pois o uso de qualquer instrumento de medição pode interferir no experimento, afetando as emoções dos participantes. Por outro lado, solicitar que os indivíduos meçam suas emoções é outro desafio, uma vez não há o costume de se refletir, de modo apurado, como se sente e para muitas pessoas emoções e sentimentos são entidades abstratas, sem origem material, de modo que os auto-relatos podem ser pouco reveladores dos estados internos dos sujeitos.

Com o aumento de pesquisas sobre emoção, o pesquisador australiano Alberto Bellocchi realizou um levantamento sobre os métodos de identificação e medição mais utilizados no contexto científico. As principais abordagens encontradas para análise de um indivíduo foram a investigação a partir de gestos, fala, temperatura corporal e posicionamento espacial diante de outras pessoas (BELLOCCHI, 2015). Considerando que cada indivíduo se relacione e influencie outros, há também um estudo grupal que conta com as emoções individuais e também as relações interpessoais, resultando no que é chamado de " clima emocional ".

Assim, nesse trabalho iremos apresentar um meio de medir o clima emocional. Por meio do relato de cada participante, seguindo uma escala de emoções, em um determinado intervalo de tempo, é possível verificar qual é o clima emocional da sala de aula e relacioná-lo com o conteúdo e a prática docente utilizada no momento. A metodologia que utilizamos fez uso de uma lâmpada de LED, controlada remotamente, e de Clickers, que são um dispositivo com teclado numérico digital que coleta as repostas dos estudantes. Participou dessa pesquisa um grupo de estudantes de uma disciplina de Relatividade em um curso de licenciatura em Física de uma universidade pública do Estado de São Paulo. As medidas foram coletadas a cada 5 minutos (BELLOCCHI, 2015) a partir do sinal luminoso da lâmpada, disposta na parte superior da lousa, de frente para os alunos. Um rótulo de emoção foi atribuído a cada um dos botões numerados nos clickers. 1 Desanimado, 2 - Desinteressado, 3 - Indiferente, 4 - Interessado e 5 - Animado, seguindo Ritchie et al., 2013. A idéia é que, a cada 5 minutos de aula, cada estudante deveria utilizar o cliker para indicar qual sensação o descreveria melhor naquele momento. O curso teve 15 alunos de graduação e todos as aulas foram gravadas em vídeo. Os clickers eram remotamente conectados a um notebook (por

infravermelho) que reunia os dados individuais e permitia que conhecêssemos o clima emocional da sala.

Para cada aula, é possível gerar gráficos como o mostrado abaixo. No quadro maior é detalhada a distribuição das emoções em porcentagem, conforme os momentos de utilização dos clickers. Já no lado direito superior, o clima emocional é resumido seguindo a porcentagem das categorias de emoções: positivas, neutras e negativas, e por fim, no canto inferior direito, são apresentadas as variações dos tipos de emoções conforme os momentos da aula.

Imagem 1: Gráficos sobre o Clima Emocional.

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A partir desta metodologia é possível traçar, ao longo de toda uma aula, as mudanças emocionais sentidas pelos estudantes, de modo a compreender as implicações dos estados emocionais e a aprendizagem.

## Considerações Finais

As emoções e os sentimentos configuram um importante mecanismo para a manutenção da vida, são reações neurobiológicas e neuroquímicas que desdobram em diversos efeitos para o corpo. Sua influência na aprendizagem, e em nosso caso no ensino de Física, tem se consolidado por meio de muitas pesquisas, muitas delas

experimentais. Apoiando-se nos conhecimentos e procedimentos metodológicos da Neurociência, o estudo das emoções tem se tornando uma ferramenta para melhor compreensão dos alunos e da classe.

Nosso trabalho pautou-se em colaborar com a discussão teórica sobre as emoções e sentimentos e também apresentar uma metodologia para sua averiguação. A partir do relato dos alunos e, consequente determinação do clima emocional, é possível conseguir informações essenciais para a compreensão da relação entre emoção e aprendizagem em contextos reais de sala de aula.

Acreditamos que é preciso um maior esforço da comunidade acadêmica em fomentar mais pesquisas sobre as emoções no contexto da sala de aula.

## Referências Bibliográficas

BECHARA, A., H. DAMASIO , et al. Emotion, decision making and the orbitofrontal cortex. Cerebral cortex , v.10, n.3, p.295-307, 2000.

BELLOCCHI, A. Methods for sociological inquiry on emotion in educational settings. Emotion Review . n. 7, p.151-156, 2015.

BELLOCCHI, A. Interaction ritual approaches to emotion and cognition in science learning experiences, Exploring emotions, aesthetics and wellbeing in science education research. Cultural Studies of Science Education , v. 13, p.85-105, 2017.

BELLOCCHI, A., RITCHIE S., TOBIN K., SANDHU M, SANDHU S. Exploring emotional climate in preservice science teacher education, Cultural Studies of Science Education , p.529-552, 2013.

BROCKINGTON, G. Neurociência e Educação: Investigando o papel da emoção na aquisição e uso do conhecimento científico . 2011. (Ensino de Ciências e Matemática) - USP, São Paulo, 2011.

BUSH, G. LUU, P., POSNER, M. Cognitive and emotional influences in anterior cingulate cortex. Trends in Cognitive Sciences , v.4, n.6, 2000.

CONSENZA, R. M., GUERRA, L. B. Neurociência e Educação: Como o cérebro aprende . Porto Alegre: Artmed, 2011.

DAMÁSIO, A. R. O Erro de Descartes . 6ª reimpressão. São Paulo: Companhia das Letras, 2019.

KARAM, R. Framing the structural role of mathematics in physics lectures: A case study on electromagnetism. Physical Review Special Topics . Physics Education Research , v. 10, p. 1-23, 2014.

LABAR, K. and Cabeza, R. Cognitive Neuroscience of emotional learning. Nature Neuroscience Review , v.7, 2006.

LERNER, J., KELTNER, D. Beyond valence: Toward a model of emotion-specific influences on judgement and choice. Cognition and Emotion , v.14, n.4, 2000.

MONTEIRO, I. C. C., GASPAR, A. Um estudo sobre as emoções no contexto das interações sociais em sala de aula. Investigação em Ensino de Ciências , v. 12, n. 1, p.71-84, 2007.

PEKRUN, L., LINNENBRINK-GARCIA. International handbook of emotions in education . New York: Routledg, 2014.