O USO DA METODOLOGIA POE (PREDIZER, OBSERVAR E EXPLICAR) NO ENSINO DE JOVENS E ADULTOS

## O USO DA METODOLOGIA POE (PREDIZER, OBSERVAR E EXPLICAR) NO ENSINO DE JOVENS E ADULTOS

## Robson José dos Santos 1 , Daniel G. G. Sasaki 2

1 Secretaria de Estado de Educação do Rio de Janeiro/Colégio Estadual Dom Walmor, professorrobson@hotmail.com.

2 Centro Federal Educação Tecnológica Celso Suckow da Fonseca CEFET-RJ/Unidade Maracanã, sasaki@cefet-rj.br

## Resumo

O presente trabalho objetiva aplicar uma metodologia de ensino de inspiração construtivista para abordar algumas concepções alternativas mais presentes em Mecânica, em turmas de jovens e adultos da rede pública do Estado do Rio de Janeiro. Para isso, fezse necessário utilizar um teste com as seguintes finalidades: identificar as ideias prévias dos alunos referentes às diferentes temáticas abordadas e possibilitar a verificação do ganho de aprendizagem das turmas sendo aplicado antes (pré-teste) e após (pós-teste) às aulas. A metodologia utilizada foi a chamada POE (predizer, observar e explicar), baseada no conflito cognitivo, isto é, para cada assunto abordado, os alunos são estimulados a expor seus conhecimentos e posteriormente, confrontá-los com vídeos de experimentos e simulações. Além disso, as anotações realizadas por alguns deles serviram para avaliar qualitativamente o rendimento da aprendizagem. Os resultados obtidos mostram que algumas concepções prévias podem ser modificadas, porém, é possível que elementos como a faixa etária dos estudantes e a necessidade ou não de realizarem-se atividades laborais fora o ambiente educacional influenciam no processo de ensino-aprendizagem. A análise dos resultados também indica a possibilidade de obter-se um ganho maior de aprendizagem realizando-se algumas alterações pontuais no material didático e na redação das questões do teste.

Palavras-chave: educação de jovens e adultos, metodologia POE, concepções alternativas.

## Introdução

Trabalhar com jovens e adultos é ingressar num mundo completamente diferente daquele dos adolescentes. Nele estão presentes as marcar da exclusão, do trabalho e da baixa autoestima. Eles trazem consigo uma bagagem cultural - e por que não dizer científica - baseada muito mais no ver e no fazer (BRASIL, 2006). Assim, em primeiro lugar, apresenta-se um desafio: ensinar física para um grupo em que a sua história de vida, por poucos ou muitos anos, o afastou da educação básica. No entanto, esse mesmo grupo representa um campo muito fértil - cheio de experiências as quais podem ser utilizadas como fontes para o processo de ensinoaprendizagem. De acordo com MOREIRA (1997):

' Fica, então, claro que na perspectiva ausubeliana, o conhecimento prévio (a estrutura cognitiva do aprendiz) é a variável crucial para a aprendizagem significativa.'

Partindo desse princípio, aplicou-se um teste para identificar tais conhecimentos. Um instrumento bem conhecido pela sua ampla aplicação em escolas norte-americanas e validado em diversas pesquisas é o Force Concept Inventory (FCI) (Hestenes, 1992). No Brasil, uma versão traduzida do FCI já foi

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26 a 30 de janeiro de 2015

aplicada tanto no ensino superior com o objetivo de avaliar ganhos de aprendizagem de uma determinada metodologia (Barros, 2004) quanto no ensino médio para investigar os modelos mentais dos alunos (Fernandes, 2011). O ganho de aprendizagem é verificado quantitativamente ao comparar-se o rendimento das turmas num questionário aplicado na primeira semana de aula (pré-teste) com os resultados da mesma avaliação ministrada ao final do período letivo (pós-teste). No intuito de alcançar um resultado positivo quanto ao ganho de aprendizagem, um material de ensino (fichas de aula), distribuído aos alunos, foi elaborado com base na metodologia POE. Através disso, também foi possível verificar-se qualitativamente o rendimento da aprendizagem.

## Descrição do trabalho desenvolvido

## Das turmas

O público alvo foram quatro turmas inscritas no curso conhecido como Novo Ensino de Jovens e Adultos (NEJA) em que, no Estado do Rio de Janeiro, dá-se em quatro módulos semestrais compreendendo assim um curso equivalente ao ensino médio. A faixa etária dos alunos é ampla contemplando jovens de 18 anos a adultos acima dos 50 anos de idade. Um levantamento do perfil dos alunos realizado nas quatro turmas revelou que 67% dos alunos estavam entre 18 aos 29 anos.

As turmas pertencem a três colégios distintos, a saber: Colégio Estadual Dom Walmor (turmas 02 e 04), Colégio Estadual Figueira (turma 01) e Centro Integrado de Educação Pública Aurélio Buarque de Holanda (Ciep-317 turma 01). O número de alunos em cada turma variou muito durante o período da pesquisa em que, inicialmente, havia uma média de 35 alunos por turma, sendo que, ao final, essa média passou para 20 alunos. Mesmo entre os alunos concluintes do período, não foi notada uma presença frequente de todos, fato este, que motivou a escolha de somente 10 alunos mais assíduos por turma na análise dos resultados da presente pesquisa.

## Metodologia

Foi usada a metodologia de ensino POE (predizer, observar e explicar), de inspiração construtivista, desenvolvida por White e Gunstone (1992), cujo foco é o ensino de ciências (Schwahn, 2007; Hayson, 2010; Sasaki, 2013). Em primeiro lugar, busca-se descobrir as ideias individuais dos alunos e as suas razões sobre um evento específico - previsão. Em seguida, os alunos descrevem o que é visto no fenômeno a ser analisado - observação. Por fim, os estudantes devem conciliar qualquer conflito entre a previsão e a observação - explicação. No transcorrer das aulas, exploram-se as ideias prévias dos alunos para desenvolvê-las e melhor compreendê-las.

## Das aulas

Foram aplicadas 10 aulas para abordar seis temas do programa do curso:

- · Os conceitos de deslocamento, velocidade e aceleração aplicados ao movimento retilíneo, bem como, a diferenciação desses dois últimos;
- · Lei da Inércia;
- · A relação entre a força resultante e a aceleração no movimento retilíneo;

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- · A Lei da ação e reação;
- · Descrição das forças atuantes sobre um corpo;
- · A ação do ar sobre os corpos em movimento.

Foi elaborado um material didático composto de 10 fichas de aula enfocando situações relacionadas ao cotidiano dos alunos e seguindo a metodologia POE. Esse número foi escolhido para enquadrar a aplicação da pesquisa dentro do tempo disponível de um semestre letivo. Foi necessário ainda reservar dias para a aplicação de provas, avaliação de trabalhos e levantamento sociocultural.

Portanto, os alunos foram incentivados a aplicar seu conhecimento prévio a um contexto real. A metodologia POE, conforme orientação por HAYSON e BOWEN (2010), tem a seguinte estrutura:

Motivação: Inicialmente, buscam-se experiências prévias dos estudantes sobre assuntos relacionados às aulas. Exemplos: a) Movimento dos passageiros em um ônibus durante frenagem e aceleração b) uma brincadeira num cabo de guerra.

Introdução: Apresenta-se um experimento, vídeo ou simulação a ser analisado. Exemplo: experimento do trilho de ar.

Previsão: Os alunos fazem previsões individuais sobre as questões colocadas na ficha de aula e, na medida do possível, justificar o porquê da sua previsão. Exemplo: O trilho de ar será posto em movimento lateral em duas circunstâncias: sem e com o fluxo de ar. O que ocorrerá com a peça móvel nas duas circunstâncias, acompanhará ou não o trilho em seu movimento? Justifique.

Discussão das suas previsões: Os alunos debatem entre si as suas previsões e justificativas sem, no entanto, exercer qualquer tipo de correção. Eles podem até mesmo retificar as previsões dos outros colegas.

Observação: O instrumento didático é utilizado de forma a permitir os estudantes visualizarem o(s) fenômeno(s). Eles então descrevem o que viram sem, no entanto, corrigir o que foi previsto anteriormente.

Explicação: Nesse momento, eles são convidados a analisar o que foi visto. Isso pode ser feito seja no confronto entre o observado e o previsto anteriormente ou, em caso de mais de uma observação sobre um determinado fenômeno ocorrido, estabelecer uma regra geral. Exemplo: A sua observação ocorreu como você tinha previsto? Caso contrário, qual a razão dessa discrepância?

Explicação científica: Momento em que o modelo científico atual sobre o fenômeno é apresentada pelo professor. As previsões e explicações dos alunos são debatidas, bem como, seus comentários após terem suas previsões confrontadas pela observação.

Prosseguimento: Em algumas fichas, foram propostas questões de forma que eles explorem os conceitos vistos durante a aula. Exemplo: Dê uma explicação, com base na Lei da Inércia, para os casos representados abaixo. a) Por que o cavaleiro cai durante a parada do cavalo? b) Por que não é possível, ao sentar numa cadeira ou mesa giratória, fazer o próprio corpo girar?

## Avaliação do rendimento

Para avaliar o rendimento dos alunos, foi aplicado um pré-teste no intuito de conhecer as suas concepções prévias sobre os tópicos acima abordados.

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Posteriormente, as aulas foram ministradas e, por fim, o mesmo teste foi aplicado (pós-teste). As questões a serem apresentadas deveriam ser preparadas com muito critério, tomando sempre o cuidado de forma a não serem tendenciosas para algumas respostas. Outro cuidado a ser tomado era o fato delas realmente buscarem as concepções prévias dos participantes. Portanto, resolveu-se utilizar um teste o qual já fosse validado através de outras pesquisas relacionadas ao ensino de Física. O escolhido então foi o Force Concept Inventory FCI ( ) (HESTENES et al. , 1992) - Inventário de Conceito de Força. Ele contempla 30 questões e foi elaborado através de várias pesquisas de forma a avaliarem as concepções alternativas de estudantes do ensino médio e universitário sobre os conceitos de Mecânica. Elas foram concebidas para terem significado para estudantes novatos e/ou sem instrução formal em Física e para identificarem suas concepções alternativas qualitativamente do Conceito de Força. Uma versão traduzida para o português, utilizada na tese de Doutorado de FERNANDES (2011) foi aplicada neste trabalho, porém, não com as 30 questões. Devido ao número reduzido de aulas disponíveis, não seria possível apresentar todo o conteúdo abordado pelas 30 questões. Assim, resolveu-se adotar somente 16 questões.

- O ganho de aprendizagem normalizado (g) foi calculado relacionando os percentuais de acertos no pré-teste (%pré) e no pós-teste (%pós) da seguinte forma (Hake, 1998):

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## Exemplos de questões

De forma a atender o propósito deste trabalho, serão mostradas algumas questões relacionadas aos quatro primeiros temas da ementa do curso.

- 1. Na figura abaixo estão representadas as posições de dois blocos em intervalos sucessivos de 2 segundos. Os blocos movem-se para a direita.

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Os blocos têm alguma vez a mesma velocidade?

(A) Não.

- (B) Sim, no instante de tempo 4 segundos.
- (C) Sim, no instante de tempo 6 segundos.
- (D) Sim, nos instantes de tempo 4 segundos e 10 segundos.
- (E) Sim, em algum instante de tempo entre 6 e 8 segundos.
- 2. Na figura abaixo estão representadas as posições de dois blocos em intervalos sucessivos de 2 segundos. Os blocos estão se movendo para a direita. As acelerações dos blocos estão relacionadas da seguinte forma:

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- (A) A aceleração de 'a' é maior do que a aceleração de 'b'.
- (B) A aceleração de 'a' é igual à aceleração de 'b' e maiores do que zero.
- (C) A aceleração de 'b' é maior do que a aceleração de 'a'.

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- (D) A aceleração de 'a' é igual à aceleração de 'b'. Ambas são zero.
- (E) Não há informação suficiente para responder à pergunta.
- 3. Uma mulher exerce uma força horizontal constante em uma caixa. Então, a caixa move-se horizontalmente a uma velocidade constante ' vo '. Se a mulher parar de aplicar uma força horizontal na caixa, então a caixa:

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- (A) Parará imediatamente.
- (B) Continuará a mover-se com uma velocidade constante por algum tempo, depois vai movendo-se mais devagar até parar.
- (C) Começará imediatamente a se mover mais devagar até parar.
- (D) Continuará a mover-se a uma velocidade constante.
- (E) Aumentará a sua velocidade durante algum tempo, depois vai se movendo mais devagar até parar.
- 4. A figura mostra um elevador que está sendo puxado para cima a uma velocidade constante por um cabo de aço preso a um eixo. Nesta situação as forças no elevador são tais que:
- (A) A força exercida para cima pelo cabo é maior do que a força exercida para baixo pela gravidade.

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- (B) A força exercida para cima pelo cabo é igual à força exercida para baixo pela gravidade.
- (C) A força exercida para cima pelo cabo é menor do que a força exercida para baixo pela gravidade.
- (D) A força exercida para cima pelo cabo é maior do que a soma das forças feitas pra baixo pela gravidade e pelo ar.
- (E) Nenhuma das anteriores. (O elevador sobe porque o cabo vai ficando mais curto, não porque há uma força para cima exercida nele pelo cabo).

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- estudante 'b' , como mostrado na figura. De repente, o estudante 'a' outro:
- 5. Na figura abaixo, o estudante 'a' tem uma massa de 100 kg e o estudante 'b' tem uma massa de 70 kg. Eles sentam-se um em frente ao outro em cadeiras de escritório idênticas. O estudante " a' coloca os seus pés descalços sobre os joelhos do dá um empurrão com os pés, fazendo com que ambas as cadeiras se movimentem. Durante o impulso e enquanto os estudantes ainda estiverem tocando um no
- (A) Nenhum dos estudantes exerce força no outro.
- (B) O estudante 'a' exerce uma força sobre o estudante 'b' , mas o estudante 'b' não exerce nenhuma força sobre o estudante 'a' .
- (C) Cada estudante exerce uma força no outro, mas o estudante 'b' exerce a maior força.
- (D) Cada estudante exerce uma força no outro, mas o estudante 'a' exerce a maior força.
- (E) Cada estudante exerce a mesma força um no outro.

## Resultados

- 1. Os conceitos de deslocamento, velocidade e aceleração aplicados ao movimento retilíneo, bem como, a diferenciação destes dois últimos.

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A análise dos dados revelou que houve um avanço na compreensão dos conceitos de velocidade e deslocamento. Isso pode ser percebido através da questão 1 em que inicialmente 10% dos alunos marcaram corretamente a resposta (letra E) e, após as aulas, esse índice aumentou para 35 %. No entanto, um número grande de alunos escolheu a alternativa 'D' (55% no pré e 27,5% no pós). Na questão 2, verifica-se que os percentual de acertos (alternativa 'D') variou de 0,0% para 12,5 %. Um índice baixo, visto que, 37,5% deles escolheram a alternativa 'C' frente aos 42,5 % de antes. Possivelmente, houve uma forte persistência da ideia de que, na igualdade na posição, há igualdade na velocidade e, inclusive, na aceleração. Ou seja, a distinção entre os conceitos ocorreu em parte, porém ainda necessita de maior amadurecimento. Essa conclusão é corroborada pela análise qualitativa das respostas as questões semelhantes em uma das fichas de aula.

De fato, nessas fichas foram apresentadas as seguintes situações: a figura abaixo representa fotos são tiradas de um motociclista numa estrada em 3 casos A, B e C. O espaço de tempo entre uma foto e outra é de 1 segundo. O que você acha sobre a velocidade do motociclista em cada caso? Ela aumenta, diminui ou é constante? Explique o motivo.

Selecionamos as seguintes respostas para cada uma das 3 situações.

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## Caso A

Aluno 1: Constante. Porque o motociclista está mantendo a mesma velocidade durante o percurso. E a distância de cada foto é a mesma .

Aluno 2: Constante, pelo fato do tempo ser igual

.

## Caso B

Aumenta. Porque depois do motorista ter acelerado a sua velocidade

Aluno 1: aumentou. O espaço entre uma foto e outra é maior. Aluno 2: Aumenta, por está iniciando uma 'deslocação' velocidade .

## Caso C

Aluno 1: Diminuiu. Porque o motorista acelerou, aumento sua velocidade depois

diminui. O espaço entre uma foto e outra é menor.

Aluno 2: Diminui, por já está na etapa final e o espaço é menor ao final.

Concluímos que em casos isolados grande parte dos alunos conseguiu determinar o aumento, redução ou constância de sua velocidade. Logo, acreditamos que houve uma dificuldade deles compreenderem as questões do teste, pois estão sobrepostos numa mesma figura dois movimentos distintos e fazer uma comparação que, logicamente, exige um raciocínio mais complexo.

## 2. Lei da Inércia

Somente uma questão no teste abordou diretamente o conceito de inércia que foi a de número 3. A variação na escolha da alternativa correta foi de 17,5 % no pré e 5% no pós-teste. Um resultado nada satisfatório, porém, não indicativo de uma não aprendizagem sobre o referido conceito. Novamente, recorremos á análise qualitativa das fichas de aula em que situações do cotidiano foram bem

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interpretadas, como: uma pessoa sobre uma cadeira giratória em repouso que tenta apoiado sobre a própria cadeira, girar seu corpo e movimento dos passageiros em um trem que sai de uma estação. Nesse último caso, quando os alunos foram questionados o porquê dele ocorrer, obtiveram-se as seguintes respostas:

Aluno 1: Porque o nosso corpo está em repouso, e no momento que o trem parte a tendência do nosso corpo é permanecer em repouso.

Aluno 2: Porque estamos em conjunto com o ônibus (trem), ou seja, estamos sobre ele temos atrito e a velocidade é igual a do busão (significa ônibus).

Nessa última resposta, percebe-se que eles compreenderam que somente somos acelerados junto ao ônibus (ou trem) em virtude da força de atrito entre nossos pés e o piso. Acreditamos que questão 3, o fato da figura exibir uma caixa com tamanho parecido com a mulher, induziu uma resposta errada de que a caixa iria parar imediatamente. Os alunos possivelmente imaginaram que, assim como ocorre numa situação equivalente no cotidiano, a velocidade se tornasse nula rapidamente pela ação do atrito. Essa hipótese nos sugere que a referida questão deva ser modificada para uma futura aplicação.

- 3. Relação entre a força resultante e a aceleração no movimento retilíneo

Essa relação foi abordada na questão 4. Houve uma variação considerável no número de alunos que marcaram a alternativa correta (B) no pré-teste (5%) e no pós-teste (72,5%). Infelizmente, esse desempenho foi inverso em outro exercício sobre o mesmo tópico: no pré-teste, 25% escolheram a alternativa correta, em que a força aplicada era igual à força de atrito entre a caixa e o piso, e 20% no pós-teste. Cremos que nesse último caso, faltou uma maior ênfase em diferenciar os conceitos de atrito dinâmico e de atrito estático, bem como relacioná-los com a força resultante nas circunstâncias de velocidade maior que zero e também igual a zero.

## 4. A Lei a ação e reação

De todos os tópicos, esse é que se verifica maior ganho de aprendizagem dos alunos. Três questões abordaram esse tópico, sendo uma delas a questão 5. Nessa última, o número de alunos que escolheram a alternativa correta ('E') no préteste e no pós-teste são, respectivamente, 7,5% e 52,5%. Em outras questões, temse a seguinte variação: 12,5% para 47,5% e 20,0% para 72,5%.

A análise dos dados referentes à pesquisa permitiu verificar-se um ganho de aprendizagem juntos às turmas. Pela pesquisa sociocultural realizada nas turmas pertencentes aos colégios acima mencionados, é possível estabelecer uma comparação entre aquelas que apresentaram maior ganho de aprendizagem frente a que apresentou menor ganho, com base em alguns parâmetros sociais relevantes. Verifica-se que as turmas mais jovens e com menor número de alunos que trabalhavam apresentaram maior rendimento (Figura 1).

Figura 1 : Ganho de aprendizagem das turmas (à esquerda) e comparação social entre as turmas pertencentes aos colégios D. Walmor e Ciep - 317 (à direita).

## Considerações finais

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Ensinar para um público jovem e adulto é um desafio em virtude das marcas sobre eles impregnadas pela vida, porém junto a elas estão suas experiências antepassadas. Isso se constitui um campo fértil de conhecimentos prévios os quais servem de base para uma metodologia de ensino que os permita se expressarem estabelecendo previsões e as confrontando com o fenômeno a ser abordado em sala de aula. A Análise quantitativa efetuada através do teste conceitual baseado no FCI revelou um ganho de aprendizagem muito pequeno, exceto no aprendizado específico da lei da ação e reação e da relação entre força resultante e aceleração. Nos casos dos conceitos de velocidade e aceleração, a análise qualitativa das fichas de aula forneceram resultados bastante positivos, porém quando o tema foi exposto no teste conceitual com um nível de complexidade maior, os alunos se confundiram e não tiveram bom rendimento. Portanto, algumas alterações devem ser feitas de forma a potencializar o observado nessa pesquisa, ou seja, que um programa de ensino com base na metodologia POE também é capaz de promover a aprendizagem de jovens e adultos .

## Referências

BARROS, A.; et al. Engajamento interativo no curso de Física I da UFJF. Revista Brasileira de Ensino de Física , v.26, n.1, p. 63-69, 2004.

BRASIL. Ministério da Educação. Trabalhando com a educação de jovens e adultos : alunas e alunos do EJA, Brasília, 2006, caderno 1: Trabalhando com a educação de jovens e adultos.

FERNANDES, S. A. Um estudo sobre a consistência de modelos mentais sobre Mecânica de estudantes de ensino médio . Belo Horizonte: UFMG, 2011 p. 212 tese (doutorado) - PPE, UFMG, Belo Horizonte, 2011.

HAKE, R. Interactive- engagement vs traditional methods: A six- thousand- student survey of mechanics test data for introductory physics courses. American Journal of Physics , Vol. 66, 6471, 1998.

HAYSON, J.; BOWEN, M. Predict, Observe, Explain : Activities enhancing scientific Understanding, NSTA Press, Arlington -Virginia, 2010.

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

MOREIRA, M. A.; et al. Aprendizagem significativa: um conceito subjacente. In: ENCUENTRO INTERNACIONAL SOBRE EL APRENDIZAJE SIGNIFICATIVO. Burgos - Espanha, 1997. Actas del encuentro internacional sobre el aprendizaje significativo, p. 19 - 44.

SASAKI, D. G. G; de JESUS, V. L. B. Aprendizagem significativa de imagens virtuais formadas por espelhos esféricos côncavos através de experimentos cativantes. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 9., 2013, Águas de Lindóia. Anais do IX ENPEC.

SCHWAHN, M. C. A.; et al. A abordagem POE (Predizer, Observar e Explicar): uma estratégia didática na formação inicial de professores de química. In: ENCONTRO NACIONAL DE PESQUISA EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS, 6., 2013, Florianópolis . Anais do XI Anais do IX ENPEC.

WHITE, R.; GUNSTONE, R. Probing understanding . Great Britain: Falmer Press, 1992.

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