MOTIVAÇÃO, ESTRATÉGIA DE ESTUDO, CONCEPÇÃO NEWTONIANA E RELAÇÃO COM LABORATÓRIO

## MOTIVAÇÃO, ESTRATÉGIA DE ESTUDO, CONCEPÇÃO NEWTONIANA E RELAÇÃO COM LABORATÓRIO

## Alcides Goya 1 e José Aloyseo Bzuneck 2

1 UTFPR/Coema, goya@utfpr.edu.br

2 UEL/Educação, bzuneck@sercomtel.com.br

## Resumo

O objetivo deste estudo foi avaliar a motivação, a estratégia pessoal de estudo de física e a concepção newtoniana de duas turmas de engenharia, bem como a relação com o laboratório concomitante. Os alunos foram avaliados, no início e no final do semestre, pelo questionário Force Concept Inventory - FCI e também pelo questionário em escala Likert, em três variáveis: orientação à meta de realização aprender, estratégia pessoal de estudo e percepção da influência do laboratório. O questionário em escala Likert passou pelo teste KMO (Kaiser-Meyer-Olkin), pelo teste de Bartlett de esfericidade e a aplicação da análise fatorial identificou os três fatores correspondentes às variáveis estudadas. O questionário FCI indicou que o ganho (G=0,40) foi maior do que o ganho do ensino tradicional apresentado pela literatura (G=0,23). O grupo experimental teve escores médios superiores em todas variáveis quando comparado com um grupo que não passou pelo laboratório concomitante. O laboratório concomitante foi significativamente mais apreciado como influente e houve correlações moderadas entre a influência do laboratório com o grau de motivação e estratégia de estudo.

Palavras-chave : Concepção newtoniana, motivação, estratégia de estudo, laboratório de física.

## Introdução

A motivação do aluno é considerada variável complexa e multifatorial, para cuja compreensão surgiu, no âmbito da Psicologia Educacional, diversas teorias e abordagens. Uma revisão feita alguns anos atrás identificou muitos sentidos ou construtos diferentes que se vinculam às diferentes linhas de pesquisas (MURPHY & ALEXANDER, 2000). Segundo PINTRICH (2003), desenvolveram-se cinco famílias básicas de construtos sociocognitivos que se propõe a dar uma resposta sobre o que é que motiva os estudantes na sala de aula: crenças de auto-eficácia e de competência; atribuições e crenças de controle; interesse e motivação intrínseca; valorização; e metas diversas, especificamente as metas sociais e as metas de realização. Dentro dessa abordagem, o presente estudo se encontra especificamente na orientação à meta de realização aprender.

A orientação à meta de realização aprender denota um tipo específico de motivação na escola, que acentua os processos de aprender como objetivo pessoal do aluno (AMES 1992; BZUNECK, 2009; GRANT & DWECK, 2003). Um aluno direcionado à meta aprender, valoriza o aprender em si, mesmo que não sinta prazer nas atividades relacionadas ou interesse pessoal por elas. Ele responde bem a desafios, não se preocupa em aparecer e usa estratégias de profundidade. Nas mesmas pesquisas que comprovaram esses efeitos foram também identificados os fatores socioambientais responsáveis pela formação das metas de realização.

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20 a 25 de janeiro de 2013

Os processos motivacionais promovem engajamento nas atividades e envolvem os alunos no emprego de estratégias de aprendizagem (APPLETON et al., 2006). Estratégias de aprendizagem são ações mentais e comportamentos com o objetivo de influenciar o processo de codificação e assim facilitar a aquisição e a recuperação das informações armazenadas na memória de longa duração (BORUCHOVITCH, 1999). Entre as taxonomias de estratégias, a de PINTRICH (1989) consiste no agrupamento em três grandes categorias, que ele denominou de estratégias cognitivas (como a de elaboração e a de organização), metacognitivas (planejamento, monitoramento) e de gerenciamento de recursos, que incluem o tempo e o ambiente estudo. As estratégias de organização referem-se à atividade do aprendiz para identificar as ideias principais do novo conteúdo e estabelecer ligações entre as partes, sendo que a organização dependerá dos conhecimentos prévios que o sujeito possa ativar, pois o conhecimento prévio é o fator que mais influencia na aprendizagem (Ausubel apud MOREIRA & GRECA, 2003). As estratégias metacognitivas são definidas como cognições sobre cognições, o aprendiz ao planejar as atividades reflete sobre a própria aprendizagem estabelecendo metas de estudo e análise das tarefas, monitora checando sua compreensão, definindo a necessidade ou não de uma releitura. Por fim as estratégias de gerenciamento de recursos dizem respeito ao controle do tempo, do apoio externo, do ambiente físico de estudo e até do esforço e persistência (PINTRICH, 1999).

Os estudantes iniciam o curso universitário possuindo um sistema de crenças e intuições sobre fenômenos físicos derivados de sua experiência pessoal, e costumam chegar à sala de aula com um conjunto de ideias bem definidas sobre fenômenos e eventos (HALLOUN & HESTNES, 1985a). Num curso introdutório de Física, essas crenças ou concepções podem ser analisadas pelos questionários e inventários. Um dos mais utilizados é o Force Concept Inventory (FCI), questionário do tipo múltipla-escolha que contém 30 questões envolvendo temas da Mecânica Clássica Newtoniana, testado por milhares de alunos (HESTENES et al., 1992). As questões envolvem conceitos de cinemática, tipos de força, superposição de forças e as três leis de Newton. Os autores concluíram que alunos com nota baixa no FCI não pensavam newtonianamente, enquanto que um pensamento newtoniano robusto necessitaria que alcançasse um acerto de 80%. Os dados mostraram que muitos alunos no fim de um curso introdutório de física persistem em explicar diversos fenômenos com ideias baseadas em concepções alternativas, mostrando que a forma tradicional de ensino de física não levou a uma mudança das concepções iniciais dos alunos. Alguns dos trabalhos envolvendo o FCI são no sentido de comparações entre aulas tradicionais e aulas interativas, com inserção de atividades em grupos (HAKE, 1998). O ganho normalizado, denotado por G , é definido como G = (notapos-notapre) / (100 - notapre), onde chamamos notapos a variável representando a % de acertos no teste pós-instrução, e notapre a % de acertos no teste pré-instrução. As pesquisas indicam que os cursos utilizando métodos tradicionais têm seu ganho aproximado de 0,2, ao passo que métodos de engajamento interativo atingem a média de 0,4(BARROS et al, 2004).

## Amostra, Método e Procedimentos

A amostra do presente estudo era composta de 83 alunos ingressantes em cursos de engenharia, sendo 40 de Engenharia Elétrica e 43 de engenharia Mecânica, de uma mesma instituição federal. Desistiram da disciplina 17

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acadêmicos, assim o grupo experimental ficou reduzido a 66 alunos, 33 da elétrica e 33 da mecânica, que responderam duas vezes os dois questionários, no início e no final da disciplina. A disciplina de Física 1 foi ministrada por um mesmo professor e a diferença em relação ao grupo de comparação foi que as práticas experimentais ficassem em primeiro plano, i.e., fossem concomitantes às aulas teóricas, tanto do ponto de vista temporal como do ponto de vista de condução das aulas teóricas. Os alunos realizaram os experimentos normalmente antes das aulas teóricas e receberam, através do diálogo com o professor, uma introdução dos principais conceitos teóricos envolvidos em cada experimento, já durante a aula experimental. Posteriormente, o professor retornava aos dados obtidos pelos alunos para reforçar os conceitos teóricos, enriquecer o problema experimental e orientar os alunos na resolução de exercícios, buscando sempre a integração dos experimentos com a teoria. Fato que não ocorreu com o grupo de comparação, composto por 59 alunos das mesmas engenharias, que passaram pelo laboratório tradicional.

O primeiro questionário aplicado era composto de 27 questões apresentadas na escala Likert, 13 questões estavam relacionadas à motivação meta de realização aprender física (MRF) , sete questões relacionadas à estratégia pessoal de estudo de física (EPE) e 7 relacionadas à percepção da influência do laboratório (PIL). O questionário passou pelo teste KMO (Kaiser-Meyer-Olkin) para verificar a aplicação da análise fatorial. O resultado expresso neste teste (0,870) demonstra um bom grau de ajuste para aplicação da técnica multivariada análise fatorial, sendo ratificada pelo teste de Bartlett de esfericidade ao nível de significância 0,000. Na análise fatorial, ao verificar as cargas fatoriais na extração dos componentes principais, foram eliminadas algumas questões e o questionário original ficou reduzido a 19 questões, tal como é apresentado no apêndice 1. A análise fatorial no questionário reduzido indicou que 57,87% das cargas fatoriais correspondiam a três fatores. O mesmo número de fatores foi obtido ao se fazer a análise dos autovalores maiores que 1,0. Os fatores extraídos através da rotação Varimax foram submetidos ao teste de confiabilidade alfa de Cronbach gerando os seguintes valores: meta de realização aprender (alfa = 0,88), estratégia pessoal de estudo (alfa = 0,69) e percepção da influência do laboratório (alfa = 0,85). Esses resultados indicam que o construto e as escalas utilizadas apresentam uma boa confiabilidade interna para uma pesquisa exploratória.

- O segundo questionário aplicado foi a tradução para a língua portuguesa do Force Concept Inventory 1 (FCI), testado por milhares de alunos e utilizado em muitos países. O teste é composto por 30 questões, cada uma com cinco alternativas de respostas, sendo uma alternativa correspondente ao conceito cientificamente aceito e as demais referentes a distratores, que correspondiam a conceitos intuitivos, ou seja, não científicos (HALLOUN & HESTENES, 1985b).

## Resultados e Comentários

Os resultados deste trabalho estão em tabelas comparativas, calculados pelo teste t independente por variáveis, dos escores médios grupais nas quatro variáveis: FCI ( Force Concept Inventory ), MRF (orientação à meta de realização aprender física), EPE (estratégia pessoal de estudo) e PIL (percepção da influência do laboratório).

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A tabela 1 apresenta a comparação entre as médias, obtidas no início e no final do semestre, do grupo experimental em três variáveis, uma vez que não aparece a variável PIL, pois apenas 28 alunos tiveram laboratório no ensino médio. Esses 28 alunos atribuíram PIL= 3,98 no início e no final os 66 atribuíram PIL = 4,16. Essa média alta na percepção da influência do laboratório indica que os alunos aprovaram e consideraram que efetivamente o laboratório concomitante influiu nas suas aprendizagens.

Tabela 1: teste t entre alunos no início e no final do semestre em três variáveis

FCI Force Concept Inventory

MRF - escala de orientação à meta de realização aprender física

EPE - escala de estratégia pessoal de estudo de física

Na variável FCI, houve um aumento significativo (t = -7,58 e p ≤ 0,00), indicando que os alunos iniciaram o semestre com uma média de acertos de 42% e encerraram o semestre com 65% de acertos. Na média, esses alunos ainda não conseguiram alcançar o nível de pensamento newtoniano robusto, mas o ganho G = 0,40 foi bem melhor do que o ganho G = 0,23 alcançado nos cursos tradicionais (HAKE, 1998). Se nesse cálculo se levasse em conta também os alunos desistentes, tal como muitas vezes é feito na literatura, o ganho seria maior ainda, equivalente aos índices atingidos pelo engajamento interativo (BARROS et al, 2004).

Nas outras duas variáveis houve um decaimento expressivo, tanto na meta aprender como na estratégia pessoal . Esses dados confirmam quantitativamente que os calouros das duas engenharias iniciaram com um alto índice de motivação e estratégia, mas acabaram perdendo consideravelmente esses níveis já no primeiro semestre, apesar de, mesmo assim, permanecerem num patamar acima do ponto médio, especialmente na estratégia.

Tabela 2: Teste t para amostra independente obtidos no final do semestre entre aprovados e reprovados.

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A tabela 2 apresenta a comparação entre as médias obtidas no final do semestre em função da aprovação ou não, nas quatro variáveis. A superioridade dos aprovados na variável FCI foi significativa (t = 4,43 e p ≤ 0,00) indicando que, em média, eles atingiram 71,7% contra 56,3% de acertos entre os reprovados. Tendo em conta que os aprovados iniciaram o semestre com média FCI = 14,0 e os reprovados com média FCI = 10,6, o ganho entre os aprovados atingiu G = 0,47 e entre os reprovados ficou em G = 0,32.

Os aprovados também terminaram com um índice significativamente (t = 2,41 e p =0,02) maior na variável MRF (3,16), apesar de, mesmo assim, ser inferior à média da turma no início do semestre (3,72). A superioridade dos aprovados na variável EPE também foi significativa (t = 2,32 e p = 0,02) enquanto que a variável PIL apresentou índices praticamente iguais e muito altos (4,14 e 4,19), confirmando que a maioria dos alunos valorizou a modalidade de laboratório concomitante.

Em atendimento ao objetivo de se ampliar o conhecimento acerca de indicadores de eficácia da introdução do laboratório concomitante, compararam-se os escores nas mesmas medidas entre os alunos do grupo experimental com os do grupo de comparação. Os resultados da Tabela 3 mostram que os alunos da amostra do presente estudo tiveram escores médios superiores especialmente nas variáveis FCI, MRF e PIL. Em outras palavras, o laboratório concomitante foi significativamente mais apreciado como influente e os alunos do presente estudo apresentaram um índice maior nas concepções newtonianas e nas motivações.

Tabela 3: Teste t entre os escores médios do grupo experimental e dos alunos que não passaram pelo laboratório concomitante.

Em complementação a esses dados, foi calculado a análise de correlação de Pearson entre as quatro variáveis estudadas. FCI apresentou uma correlação baixa com as variáveis EPE (r = 0,28, p= 0,00) e PIL (r = 0,21, p=0,02), e moderada com a variável MRF (r = 0,42, p = 0,00). A correlação baixa entre FCI e PIL confirma que o laboratório foi bem valorizado por todos, também pelos que não conseguiram atingir um bom índice no FCI. A motivação MRF apresentou correlações moderadas também com EPE (r = 0,49, p= 0,00) e PIL (r = 0,37, p= 0,00), ou seja, ela foi a que apresentou os maiores índices com todas as variáveis estudadas.

## Considerações Finais

Os dados do Force Concept Inventory - FCI mostraram que os alunos do presente estudo apresentaram uma melhora significativa nas suas médias, começaram com acertos próximos a 42% e encerraram o semestre com 65% de acertos. Mesmo não conseguindo, em média, alcançar o nível de pensamento

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newtoniano robusto, o seu ganho foi bom, G = 0,40. Este resultado dá indícios de que o laboratório concomitante tenha influenciado positivamente para que os alunos atingissem um bom nível de concepção newtoniana com um ganho superior ao do ensino tradicional (G = 0,23) (HAKE, 1998). Se nesse cálculo se levasse em conta também os alunos desistentes, tal como muitas vezes é feito na literatura, o ganho seria maior, equivalente aos índices atingidos pelo engajamento interativo (BARROS et al, 2004).

Por outro lado, tanto o FCI como o PIL apresentou uma correlação moderada com MRF (orientação à meta de realização aprender física). Esse resultado junto com os dados numéricos do grau na escala PIL (acima de 4,1 conforme a tabela 3) indica que o laboratório concomitante além de ter sido bem valorizado por todos, ajudou na motivação dos alunos. No entanto, é preciso ter em conta que outras pesquisas mostram a existência de outros fatores, não relacionados necessariamente com a aprendizagem, que levam muitos alunos a apreciarem mais as aulas de laboratório (ABRAHAMS, 2009).

Esse trabalho mostrou também que as médias MRF (orientação à meta de realização aprender física) e EPE (estratégia pessoal de estudo) indicam que os alunos iniciaram o semestre com um alto grau de motivação e estratégia, mas sofreram quedas significativas. Entretanto, é importante ressaltar que, apesar da queda, tanto o nível de motivação como o das estratégias continuam acima do ponto médio e acima do grupo de controle. Ao mesmo tempo, no decorrer do semestre, principalmente num curso de engenharia, é possível que os calouros encontrem dificuldades, sendo difícil manter o mesmo grau de motivação e, consequentemente de estratégias, pois uma está relacionada com outra (PINTRICH, 1999; SANTOS, 2006). É preciso observar também que, mesmo o grupo de comparação mostrou um grau acima da média nas variáveis motivacionais; como explicação plausível a esse dado específico, pode-se atribuir essa disposição positiva à opção vocacional pelo respectivo curso superior e à carreira profissional futura (OETTINGEN & MAYER, 2002; SIMONS et al., 2004).

## Referências

ABRAHAMS, I. Does Practical Work Really Motivate? A study of the affective value of practical work in secondary school science. International Journal of Science Education , v. 31, n. 17, p. 2335-2353, 2009.

AMES, C.. Classrooms: Goals, structures, and student motivation. Journal of Education Psychology, v . 84, p. 261-271, 1992.

APPLETON, J.J.; CHRISTENSON, S.L.; KIM, D. e RESCHLY, A. L.. Measuring cognitive and psychological engagement: Validation of the Student Engagement Instrument. Journal of School Psychology, 44, p. 427-445, 2006.

BARROS, J. A., SILVA, G. S. F., TAGLIATI, J. R., REMOLD, J. Engajamento Interativo no curso de Física da UFJF. Revista Brasileira de Ensino de Física , São Paulo, v 26, n.1, p. 63-69, 2004

BORUCHOVITCH, E.. Estratégias de aprendizagem e desempenho escolar: Considerações para a prática educacional. Psicologia: Reflexão e Crítica , 12, n. 2, p. 361-367, 1999.

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BZUNECK, J. A.. A Motivação do Aluno : Aspectos Introdutórios. Em Boruchovitch, E. e Bzuneck, J. A (orgs). A Motivação do Aluno: Contribuições da Psicologia Contemporânea (p. 9-36). Petrópolis, ed. Vozes. 2009.

GRANT, H. & DWECK, C. S.. Clarifying achievement goals and their impact. Journal of Personality and Social Psychology, v. 85, n. 3, p. 541-553, 2003.

HAKE, R. Interactive- engagement vs. traditional methods: A six thousand student survey of mechanics test data for introductory physics courses . American Journal of Physics , AAPT, v. 66, n. 1, p. 64-74, 1998.

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HESTENES, D.; WELLS, M. ; SWACKHAMER, G. Force Concept Inventory, The Physics Teacher v. 30, n.3, p. 141-158, 1992.

MOREIRA, M. A. & GRECA, I. M.. Mudança conceitual: análise crítica e propostas à luz da teoria da aprendizagem significativa. Ciência e Educação , Bauru, v. 9, n. 2, p. 301-315, 2003.

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SIMONS, J.; VANSTEENKISTE, M.; LENS, W.; LACANTE, M., Placing Motivational and future time perspective theory in a temporal perspective. Educational Psychology Review, v. 16, p. 121-139, 2004.

APÊNDICE 1: QUESTIONÁRIO 1

Escala de orientação à meta de realização aprender física (MRF): sete perguntas

1- Faço com capricho as tarefas de casa descritas pelo professor de física:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

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20 a 25 de janeiro de 2013

- 2- Mesmo quando os conteúdos de física são bobos e desinteressantes, eu me dedico a aprender tudo até dar conta:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

3- Em Física eu só quero ter desempenho de alta qualidade:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

4- Eu faço todas as leituras exigidas pelo professor de física:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

5- Para os estudos de Física eu aproveito bem o tempo que tenho fora das aulas:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

6- Normalmente ando em dia com as tarefas escolares de física.

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

7. Vou estudando a matéria, mesmo que a prova de física não esteja próxima:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

## Escala de estratégia pessoal de estudo de física (EPE): cinco perguntas

- 1- Venho para as aulas de física sem ter lido nada sobre a matéria a ser dada:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

2- Quando não faço alguma tarefa de física prescrita, fico pensando em alguma desculpa:

- (1) (2) (3) (4) (5) Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro 3- Quando vejo que uma matéria de física é difícil de estudar, eu deixo de lado ou então estudo só as partes mais fáceis:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

4- Quase para cada prova de física eu acabo estudando afobado, por causa do curto tempo:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

5- Quando se trata de estudar física, sempre busco um jeito de deixar para mais tarde:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

## Escala de Percepção da influência do Laboratório de Física (PIL): 4 perguntas

- 1- O laboratório de física motivou a aprendizagem dos principais conceitos teóricos estudados:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

2- As aulas de laboratório de física me fizeram penetrar mais profundamente no significado dos conceitos

teóricos estudados:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

3- As aulas de física com o laboratório ajudaram-me a compreender mais o aspecto físico da natureza do que

simplesmente resolver exercícios dos livros:

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

4- As aulas de física com o laboratório ajudaram-me a ser ativo na construção do meu próprio conhecimento.

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Nada verdadeiro um pouco verdadeiro meio verdadeiro bastante verdadeiro totalmente verdadeiro

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