O USO DE MAPAS CONCEITUAIS PARA O ENSINO: UM ESTUDO DE CASO NA AVALIAÇÃO DE CONCEITOS DE FÍSICA

## O USO DE MAPAS CONCEITUAIS PARA O ENSINO: UM ESTUDO DE CASO NA AVALIAÇÃO DE CONCEITOS DE FÍSICA

## Prof. Esp. Dean Dias de Almeida , Prof. Ms. Albano Oliveira Nunes , Prof. Ms. 1 2 Francisco Herbert Lima Vasconcelos 3 , Prof. Dr. Mairton Cavalcante Romeu 4

- 1 Secretaria de Educação do Ceará - SEDUC, dean\_dias@yahoo.com.br
- 2 Secretaria de Educação do Ceará - SEDUC, albano.fisico@gmail.com
- 3 Universidade Federal do Ceará - UFC, herbert@virtual.ufc.br

## Resumo

Os mapas conceituais são apresentados como uma estratégia potencialmente facilitadora de aprendizagem significativa, esta foi proposta por Novak (1988), e é fundamentada na aprendizagem significativa de Ausubel (1968). O trabalho de pesquisa avalia mapas conceituais construídos por alunos de Especialização em Ensino de Física, curso ofertado pela Universidade Federal do Ceará (UFC) como estratégia de avaliação de conceitos adquiridos durante sua graduação. Apresentam-se as potencialidades do uso dos mapas conceituais, como ferramenta pedagógica capaz de evidenciar aprendizagem significativa. O Estudo Indica o fato de que os diversos conceitos não são alvos estáticos na aprendizagem, mas em conjunto na forma de uma teia que se une através de relações entre conceitos que evoluem na estrutura cognitiva do estudante e são apoiados por conceitos já existentes. Analisa-se a capacidade do aluno em construir o mapa de forma coerente aos fundamentos estabelecidos para os mapas conceituais. Relaciona as análises feitas de forma a investigar as características dos mapas a fim de se chegar à confirmação das hipóteses estabelecidas. Os resultados mostraram que o uso de mapas conceituais como método avaliativo evidenciou como os alunos recebem e assimilam os conceitos de forma própria.

Palavras-chave : Mapas Conceituais; Aprendizagem Significativa; Avaliação.

## Introdução

Ao longo do período da vida escolar até os dias atuais, estamos sendo avaliado, em sua grande parte, por um método tradicionalista, onde professor reduz a avaliação à cobrança daquilo que o aluno memorizou e usa a nota somente como instrumento de classificação, principalmente nas disciplinas de Física.

Alem disso, os professores de Física vêm dando ênfase mais a linguagem matemática aplicada à física do que propriamente os conceitos de física, que é primordial para o entendimento dos fenômenos. Assim os professores de física vêm encontrando dificuldades em avaliar se seus alunos compreenderam os conceitos de física trabalhados e discutidos em sala de aula utilizando a avaliação tradicional.

Faz-se necessário, então, que se desenvolvam instrumentos de avaliação que diminuam essa deficiência em avaliar o grau de compreensão de conceitos de Física assimilados ou não pelos alunos em sala de aula. Uma das possibilidades é

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uso dos mapas conceituais na avaliação da aprendizagem. Avaliação não com o objetivo de testar conhecimento e dar uma nota ao aluno, a fim de classificá-lo de alguma maneira, mas no sentido de obter informações sobre o tipo de estrutura que o aluno vê para um dado conjunto de conceitos. (MOREIRA, 1987).

Apresentaremos os aspectos mais relevantes da teoria da aprendizagem Significativa proposta por Ausubel enriquecida e diferenciada por Novak e outros colaboradores. Abordaremos, também, no contexto da teoria da aprendizagem significativa, o ensino. Assim sugerindo algumas idéias para que se promova um processo de ensino-apredizagem ativo e significativo.

## Aprendizagem Significativa

Segundo Moreira (2006) a ideia central da teoria de Ausubel é o de Aprendizagem Significativa, onde uma nova informação se relaciona em um processo cognitivo, de maneira não arbitrária e não literal, a um aspecto pertinente da estrutura cognitiva da pessoa humana. Dessa forma, a nova informação age mutuamente com uma estrutura de conhecimento peculiar existente na estrutura cognitiva do aprendiz classificada por Ausubel como sendo um conceito subsunçor ou simplesmente subsunçor, como é popularmente chamado. Contrastando com a aprendizagem significativa, segundo Moreira (2006) Ausubel define Aprendizagem Mecânica (ou automática) como sendo aquela em que são aprendidas novas informações praticamente sem ligar-se a conceitos subsunçores específicos, ou seja, com pouco ou nenhum relacionamento com conceitos relevantes existentes na estrutura cognitiva. Nesse caso não há interação entre a nova informação e aquela já armazenada. O conhecimento assim adquirido fica arbitrário e literalmente armazenado na estrutura cognitiva, não contribuindo para sua retenção.

Para Barbosa (2008) quando novos conceitos, proposição ou ideias são assimilados devido ao processo de interação e ancoragem em um conceito subsunçor, tanto este como o novo conhecimento também são modificados. A ocorrência desse processo de relacionamento leva a uma diferenciação progressiva do conceito subsunçor, ou seja, adquirirá novos significados se tornará mais elaborado, mais diferenciado. Define o processo de reconciliação integrativa como sendo a recombinação de elementos pré-existente na estrutura cognitiva, ou seja, ideias conceitos ou proposições estabelecidas nesta estrutura tanto podem ser reconhecidas como relacionadas. Assim, novas informações são adquiridas e elementos existentes na estrutura cognitiva podem se reorganizar e adquirir novos significados.

## Mapas Conceituais

Segundo Novak (2002) os mapas conceituais são diagramas bidimensionais que mostram relações hierárquicas entre conceitos de um corpo de conhecimento, com os conceitos mais gerais e abrangentes no topo do mapa e os conceitos menos gerais e mais específicos organizados hierarquicamente abaixo diferenciados fundamentado na Diferenciação Progressiva. Pode-se visualizar, também, outra característica importante dos mapas conceituais que é a inclusão de ligações cruzadas. Trata-se de relações ou ligações entre conceitos em diferentes segmentos que são fundamentados na reconciliação integrativa proposta por Ausubel em sua teoria (NOVAK, 1991).

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Pode-se ainda acrescentar conceitos, estes geralmente fechados em círculos ou caixas de algum tipo. Pode-se ainda, construir relações entre os conceitos indicados por meio de uma linha que faz a conexão entre dois conceitos. Podem existir palavras sobre a linha, denominada palavras de ligação ou frases de ligação que especifica a relação entre os dois conceitos.

No contexto da matéria de ensino, naturalmente, o professor ao ensinar tem a intenção de fazer com que o aluno adquira certos significados, que são compartilhados por certa comunidade de usuários. Fazer com que o aluno venha também a compartilhar tais significados é uma busca do ensino. Mapas de conceitos podem ser valiosos para se chegar a esse objetivo e podem dá informação sobre como está sendo alcançado. Contudo, mapa conceitual tanto construído pelo aluno como construído pelo professor têm significados pessoais. Basta pedir a dois professores, com igual conhecimento, que tracem um mapa de conceitos para certo conteúdo: seus mapas terão semelhanças e diferenças. O bom entendimento da matéria poderá ser evidenciado pelos dois mapas sem que se possa dizer que um é melhor do que outro e muito menos que um é certo e outro errado. O mesmo é válido em relação a mapas conceituais traçados por dois alunos na avaliação da aprendizagem de um mesmo conteúdo. Contudo, é preciso cuidado para não cair em um relativismo onde 'tudo vale': alguns mapas são definitivamente pobres e sugerem falta de compreensão (MOREIRA, 2006).

## Metodologia

A pesquisa apresentada neste trabalho trata-se de um estudo de caso em caráter exploratório realizado com uma turma de Especialização em Ensino de Física ministrado na Universidade Federal do Ceará, Campos do Pici localizado na cidade de Fortaleza. Todos os alunos do curso de especialização são professores em exercício e ministram aula na rede pública ou particular de ensino.

Dividiu-se o experimento em duas etapas: na primeira é realizada pelo professor da disciplina no laboratório de informática onde foi dado uma orientação de como deveria ser construído o mapa de conceito usando o software CMAP TOOLS. Em um momento seguinte cada discente da mesma construiu um mapa conceitual sobre um conteúdo de física escolhidos por eles próprios e depois os postou no ambiente virtual de aprendizagem (AVA) SOLAR. Na segunda foram coletados os mapas conceituais dos alunos no AVA Solar. Depois se seguiu com a análise desses mapas avaliando a aprendizagem de conceitos presente no conteúdo escolhido por eles adquiridos durante seu curso de graduação e suas experiências com base nos elementos que definem a aprendizagem significativa. Para estes foram utilizado duas categorias para analise: 1)Aspectos Técnicos: onde será analisado se o construtor elabora o mapa conceitual respeitando a hierarquia entre os conceitos bem como a utilização de setas e palavra de ligação. 2)Aspectos Conceituais: onde será analisado a relação entre os conceitos verificando se há clareza ou erros entre essas relações.

## Análise e Discussões dos Dados

Neste tópico é apresentada a analise e discussão de três dos oito mapas conceituais construídos pelos alunos da disciplina que foram coletados no AVA Solar com base nas categorias citadas na metodologia, assim buscamos verificar

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evidencias de aprendizagem significativa dos conceitos adquiridos pelos discentes durante a graduação.

O mapa da figura 1 está de acordo com a proposta de estrutura de mapas conceituais estabelecida por Novak onde é evidenciada a relação horizontal entre os conceitos intermediários. Tem o conceito de termologia como conceito mais geral e inclusivo no topo, com os conceitos de temperatura, expansão térmica, calor, mudanças de estado e transmissão de calor, como sendo intermediários. Apresenta conceitos mais específicos hierarquicamente abaixo, e seus respectivos exemplos mais abaixo destes, tais como as escalas termométricas: Celsius, Kelvin e Fahrenheit. Consegue explicar como ocorrem os processos de transmissão de calor que podem acontecer por convecção, irradiação e condução. O que chama a atenção neste mapa é o numero de ligações cruzadas todas de grande pertinência, não cometendo equivoco. Podemos evidenciar isso, por exemplo, quando as ligações cruzadas entre os conceitos explicam através do mapa, que a transmissão de calor pode ocorrer com sólidos no processo de condução e pode ocorrer com gases e líquidos na convecção.

Figura 01: Mapa Conceitual do Conteúdo Termologia

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Na figura 2 o mapa tende a ser hierárquico de entrada e saída, pois os conceitos se diferenciam em uma parte do ramo, no caso do central, e voltam a ele por conexão cruzada mostrando varias relações entre conceitos organizando as informações num formato que é semelhante ao fluxograma, mas com o acréscimo da imposição das possibilidades 'entrada' e 'Saída' (TAVARES 2007). No entanto é um mapa que é difícil de ser lido por uma pessoa que não tem familiaridade com o assunto proposto, devido a não clareza na hierarquização dos conceitos. Ele apresenta movimento vertical no topo, colocando como conceitos intermediários: corpo, repouso e outros abaixo destes podem ser observados como menos inclusivos. Os conceitos de aceleração da gravidade, força peso e velocidade são

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relacionadas sem equívocos, mas é de se espantar por que o conceito de queda livre não está imediatamente abaixo de movimento vertical, não fazendo referência ao conceito de lançamento vertical, que não é citado no mapa. Outra coisa importante e vâlida é o uso de equações como conceitos para descrever o movimento. No entanto coloca a descrição do movimento regido pela equação V0y = V0 + sen θ , que não é a equação correta para a descrição desse movimento, onde o correto seria usar a equação V0y = V0.sen θ para achar a componente de V0 na horizontal e ao falar de queda livre equivoca-se ao afirmar que a equação H = H0t + gt /2, quando o certo seria H = H0 + V0y t + gt /2. 2 2

Figura 02: Mapa Conceitual do Conteúdo Movimento Vertical

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Na figura 3 o mapa também apresenta uma estrutura hierárquica bem definida de acordo com a proposta de construção de mapas conceituais sugerida por Novak. Apresenta em seu topo o conceito de ondulatória. Logo abaixo o conceito de onda. Usaram-se como conceitos intermediários: elementos característicos, fonte, classificações, transmissão de energia. O mapa conseguiu explicar o conceito de onda que é uma perturbação em que a energia é transmitida sem o transporte de matéria, suas direções de propagação e vibração bem como suas classificações em geral e suas principais características. O mapa apresenta um grande numero de

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relações entre conceitos não havendo erros conceituais em suas conexões, abrangendo todo conteúdo de conceitos da ondulatória, desde pulsos simples passando por ondas mecânicas às ondas eletromagnéticas, mostrando que o construtor tem familiaridade com o assunto. No entanto não estabeleceu ligações cruzadas, que poderia ter sido feita, por exemplo, entre os conceitos eletromagnéticos (ondas) e ondas sonoras, respectivamente, com os conceitos transversais e longitudinais explicitando melhor o seu conhecimento sobre o assunto, e assim, deixando claro que tem muito mais familiaridade com o conhecimento abordado no mapa.

Figura 03: Mapa Conceitual do Conteúdo Ondulatória

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## Considerações Finais

Propõe-se neste trabalho uma análise de mapas conceituais construídos por alunos do curso de especialização em ensino de física ofertado pela Universidade Federal do Ceará (UFC) na disciplina de Informática Aplicada ao Ensino de Ciências. Ainda dentro do escopo geral realizou-se um estudo da utilização de mapas conceituais como ferramenta de avaliação a evidenciar uma aprendizagem significativa de conceitos de física dos alunos do curso, que também são professores de ensino médio em escolas de Fortaleza, estudando o grau de familiaridade com o conteúdo escolhidos por eles e como eles relacionam esses conceitos. Propôs-se também uma análise sobre os aspectos técnicos de construção dos mapas conceituais, observado a compreensão sobre sua construção.

A construção dos mapas conceituais pelos estudantes da especialização evidenciou através desta análise, que esta metodologia de avaliação é um recurso bastante interessante para se analisar como os alunos recebem e assimilam os

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conceitos de forma própria ou singular, dando a este método avaliativo um aspecto também qualitativo e não apenas classificatório servindo de base para um acompanhamento da evolução da aprendizagem do aprendiz, sempre dando importância aos conhecimentos prévios trazidos por eles.

## Referências

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AUSUBEL, D. A aprendizagem significativa: a teoria de David Ausubel São Paulo: Moraes. (1968).

BARBOSA. R. Objeto de aprendizagem e o estudo de gramática: Uma perspectiva de aprendizagem significativa. 2008. Disponível em &lt; http://rived.mec.gov.br/artigos/DissertacaoRita.pdf&gt;. Acesso em 10 de Abril de 2010.

MOREIRA, M. Mapas Conceituais: Instrumentos didáticos de Avaliação e análise de currículo . São Paulo. (1987).

MOREIRA, M. Mapas conceituais e aprendizagem significativa . 2006. Disponível em &lt;http://www.if.ufrgs.br/~moreira/mapasport.pdf&gt;. acesso em 7 de abril de 2010.

MOREIRA. M. Mapas conceituais e diagramas V. 2006. Disponível em &lt;http://www.scribd.com/doc/29342101/livro-mapas-conceituais-e-diagramas-vcompleto&gt;. Acesso em 20 de maio de 2010.

NOVAK. J, Et al. A Teoria dos Mapas conceituais subjacente e como construir e usá los .(1991).

NOVAK, J. The Theory Underlying Concept Maps and How to Construct Them . (2002).

TAVARES. R. Construindo Mapas conceituais. Ciências &amp; Cognição 2007. Vol 12: 72-85 &lt;http://www.cienciasecognicao.org&gt;. Acesso em 20 de maio de 2010.

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