VYGOTSKY E AS TIC NO ENSINO DE FÍSICA

## VYGOTSKY E AS TIC NO ENSINO DE FÍSICA 1

## João Paulo Martins Tobaruela Ortiz 1 2 , Priscila Domingues de Azevedo , Nelson 2 Studart Filho 3

1 Curso de Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física, Polo 18, PPGECE, CCET, UFSCar, joaoortizz@gmail.com

2 Universidade Federal de São Carlos, priazevedo.ufscar@gmail.com

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Universidade Federal de São Carlos, n.studart@gmail.com

## Resumo

Com a intenção de buscar subsídios para a formação de um referencial teórico, a teoria de Vygotsky apresenta conceitos tais como os processos mentais, os instrumentos e signos, a interação social e a zona de desenvolvimento proximal, dentre outros, destacando o papel do professor no processo de ensino e aprendizagem. Uma breve análise dos trabalhos presentes na literatura a respeito da utilização das TIC no ensino de Ciências em geral e da Física em particular evidencia a necessidade de trabalhar com esses recursos em sala de aula. Com base nisso, as possibilidades da utilização da teoria vygotskyana, denominada teoria histórico-cultural aplicada à utilização das TIC no ensino de Física são exploradas de forma a nortear futuros trabalhos. O papel do professor como mediador no processo de ensino e aprendizagem é destacado como sendo essencial para o desenvolvimento cognitivo da criança. A aquisição e apropriação de conceitos científicos se dão a partir da internalização de conceitos já aceitos culturalmente através da interação social do indivíduo com o meio, com outros indivíduos e com a cultura.

Palavras-chave : Vygotsky, TIC, ensino de física

## Introdução e justificativa

Este trabalho busca evidenciar os aspectos mais relevantes da sua teoria histórico-cultural de Vygotsky, bem como explorar sua possível utilização aplicada à utilização das Tecnologias de Informação e Comunicação (TIC) no ensino de Física, de forma a nortear futuros trabalhos. O uso desta teoria é comum e tem boa aceitação por parte de diversos pesquisadores na área da Educação. Nesse âmbito, esta tem se mostrado favorável quanto à sua utilização como referencial teóricopedagógico no ensino de Ciências em geral e da Física em particular.

As relações sociais, para Vygotsky, podem ser convertidas em funções psicológicas por meio da mediação. Instrumentos e signos são construções históricas, sociais e culturais e são negociados por meio das relações sociais.

Com o avanço tecnológico cada vez mais presente no cotidiano do aluno, é preciso que este aspecto, compartilhado socialmente, seja levado em conta quando se trata de temas da Física.

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26 a 30 de janeiro de 2015

A análise da literatura disponível nos fornece um panorama das possibilidades na utilização da teoria histórico-cultural como referencial teórico em atividades voltadas ao ensino de Física, além de possibilitar a compreensão das possibilidades de uso das TIC para essa finalidade.

## Vygotsky no Ensino de Ciências

Alguns conceitos importantes da teoria vygotskyana, tais como internalização, instrumentos e signos, zona de desenvolvimento proximal, conceitos espontâneos e conceitos científicos, dentre outros, vêm sendo utilizados por diversos autores (BARNETO; MARTÍN, 2006; RAMOS; VERTCHENKO, 2011; DORNELES; ARAUJO; VEIT, 2012; GEHLEN; DELIZOICOV, 2012), buscando promover atividades exploratórias em Física onde o aprendiz é sujeito ativo na sua aprendizagem e o professor, o computador e o livro didático são os mediadores entre o aluno e o conteúdo socialmente compartilhado.

Dentre as temáticas encontradas estão a abordagem da problematização, da utilização de atividades experimentais como uma forma de promover significado aos fenômenos observados no cotidiano do aluno, compreendendo os conceitos espontâneos e científicos da Física e a mediação do professor na internalização de novos signos por parte dos alunos.

Gehlen e Delizoicov (2012) fazem uma análise de pesquisas no ensino de Ciências, referenciados na pesquisa vygotskyana através de entrevistas com pesquisadores. Seu intuito é investigar como esses pesquisadores concebem e caracterizam a noção de problema e seu critério de seleção em atividades didáticopedagógicas. Os autores detectaram um caráter polissêmico acentuado no que diz respeito ao termo problematização . Segundo eles:

Os resultados indicam que os critérios utilizados pelos pesquisadores para a escolha de problemas que orientam atividades didático-pedagógicas estão calcados, em sua maioria, na conceituação científica. No entanto, constatou-se um movimento de transição, por parte de pesquisadores, de que o problema passa a ter um papel na seleção e estruturação de conceitos científicos, o que se aproxima da noção de problema presente na obra de Vygotsky (GEHLEN; DELIZOICOV, 2012, p. 45).

Em suma, verificaram que as pesquisas em educação em ciências, que se referenciam em Vygotsky, buscam de alguma forma valorizar aspectos que podem fazer parte da realidade dos educandos.

Para exemplificar a ligação entre conceitos espontâneos e científicos, Gaspar e Monteiro (2005) afirmam que grande parte das concepções espontâneas, senão todas, são resultado de experiências vividas pela criança no seu cotidiano. Porém, essas experiências só adquirem sentido quando compartilhadas com parceiros mais capazes que transmitem à criança o significado compartilhado socialmente que está atribuído a tais experiências. Dessa forma, os autores destacam que a experimentação pode ser um fator de aproximação dos conceitos científicos, formais e abstratos ao que é observável e informal.

Gaspar (2006, p. 11) retoma o tema da experimentação em Física apoiado nos conceitos vygotskyanos. Porém, aborda a experimentação na forma de demonstrações em museus e centros de ciências. Segundo o autor:

[...] não há muitas dúvidas em relação à existência de alguma aprendizagem nesses ambientes; o que preocupa a muitos pesquisadores

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em ensino e cientistas é a qualidade dessa aprendizagem, a possibilidade de que ela leve o visitante, sobretudo as crianças cognitivamente imaturas, à aquisição de concepções errôneas, fragmentadas ou incompletas, o que pode vir a prejudicar a futura aquisição contextualmente correta dessas concepções ou de concepções correlatas. A visão vigotskiana da aquisição 3 de conceitos científicos (adquiridos no ensino formal) e de sua interação com conceitos espontâneos (frutos da aprendizagem informal) responde cabalmente a essas preocupações, ao postular que a interação entre esses conceitos é sempre favoravelmente reforçadora.

O mesmo autor ainda destaca a contribuição fundamental da teoria de Vygotsky na compreensão do papel das interações sociais na aprendizagem em museus e centros de ciências, no papel do monitor de tais espaços, na importância do livro didático como 'parceiro mais capaz'. Segundo ele, a tônica deste trabalho é a contribuição da teoria de Vygotsky na reflexão de suas atividades voltadas ao ensino de Física.

Ramos e Vertchenko (2011) se apoiam nas ideias de Vygotsky para trabalhar atividades experimentais sobre o comportamento elástico dos materiais. Para isso, os alunos trabalham em grupo e sob a supervisão do professor. Os alunos, ao realizarem experimentos e discutirem sobre os resultados obtidos, necessitaram de novos signos para descrever adequadamente o comportamento dos materiais observados. Neste ponto é que o professor deve intervir, confrontando os conhecimentos espontâneos dos alunos com o conhecimento científico propriamente dito e introduzindo novos signos. Como forma de avaliação da aprendizagem do conceito, os autores propõem uma atividade inédita, como oportunidade para que os alunos possam exercitar o conceito aprendido numa situação diferente. Os resultados, segundo os autores, se mostram favoráveis na apropriação e internalização de novos signos. 'Muitos alunos, após a realização das atividades experimentais, apresentaram melhoria no seu vocabulário científico' (RAMOS; VERTCHENKO, 2011).

A abordagem desses trabalhos costuma ser experimental, favorecendo o trabalho em grupo a fim de promover a interação social e tendo o professor como mediador da atividade ou parceiro mais capaz. Gaspar (2006) ainda ressalta que o livro didático pode ter o papel do parceiro mais capaz. Parece haver uma preocupação constante em promover a compreensão de conceitos científicos da Física e, talvez por isso, a teoria vygotskyana se mostra favorável. Além de ressaltar a importância dos conceitos espontâneos, mostra que a interação deles com os conceitos científicos pode fornecer novos significados.

Outros autores, porém, vão além e, no sentido de aproximar o material instrucional do contexto sócio, histórico e cultural do aprendiz, propõem a utilização das TIC como instrumento propício para o favorecimento da mediação.

## As TIC no ensino de ciências

A inclusão da cultura digital na escola e na sala de aula e até mesmo a inclusão de conteúdos escolares em objetos de aprendizagem que utilizam as TIC como mecanismo vêm sendo discutidos ao longo das últimas décadas. Diversos autores propõem a utilização de modelos computacionais, com o objetivo de

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aproximar o conteúdo escolar das novas tecnologias (FIOLHAIS; TRINDADE, 2003; NEUMANN; BARROSO, 2005; BARNETO; MARTIN, 2006; TAVARES, 2008).

Martins, Garcia e Brito (2011) discutem a relação entre a Educação e as Novas Tecnologias da Informação e Comunicação (NTIC) através de uma análise 4 da produção recente com enfoque no Ensino de Física. Buscaram trabalhos relacionados às NTIC nos periódicos Caderno Brasileiro de Ensino de Física , Ciência & Educação , Investigações em Ensino de Ciências , Revista Brasileira de Ensino de Física e Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências no período entre o primeiro semestre de 2000 e o primeiro semestre de 2010 e categorizaram os trabalhos em função das teorias de ensino-aprendizagem utilizadas nos trabalhos, do uso de softwares de animação, simulação e modelagem, da aquisição e análise de dados experimentais com computador, de ambientes virtuais de aprendizagem e do uso da Internet no ensino-aprendizagem. Os resultados dessa pesquisa estão resumidos no Quadro 1 a seguir: 5

Quadro 1: Trabalhos sobre Ensino de Física e NTIC

Fonte: MARTINS et al., 2011

É predominante a quantidade de trabalhos que discutem teorias da aprendizagem visando o ensino de Física através da utilização das NTIC e de trabalhos que tratam do uso de softwares de animação, simulação e modelagem. Ficam claras, então, uma tendência da discussão a respeito desses temas e a relevância em se tratar de teorias de aprendizagem que possam servir de referencial teórico para práticas que privilegiam o uso de softwares voltados ao ensino de Física.

Devido a isso, o Quadro 2 detalha a respeito de como o uso de 6 softwares de animação, simulação e modelagem vêm sendo feito:

Quadro 2: Uso de softwares de animação, simulação e modelagem

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Fonte: MARTINS et al., 2011

Uma discussão mais detalhada a respeito da modalidade de ensino, conteúdos e uso desses softwares pode ser encontrada no trabalho de Martins et al. (2011).

A partir dos estudos já realizados que relatam a importância da utilização das TIC no ensino de Física, é possível compreender que esta área pode ser considerada um campo fértil de novos estudos, visando o confronto entre os conceitos espontâneos dos alunos e os conceitos científicos que devem ser trabalhos.

Tavares (2008) afirma que a animação interativa utiliza um modelo aceito cientificamente para simular um evento específico e a simulação computacional possibilita o entendimento de sistemas complexos para estudantes de idades, habilidades e níveis de aprendizagem diversos, pois o computador se encarrega de solucionar as equações matemáticas pertinentes ao sistema, permitindo ao estudante focalizar sua atenção inicialmente ao entendimento conceitual e, conforme ele se sentir preparado, se aprofundar no modelo matemático. A grande vantagem dessa situação é a possibilidade de o aprendiz estabelecer seu próprio ritmo de aprendizagem, podendo escolher o andamento conveniente para utilizar os recursos disponíveis de uma simulação (alterar as condições iniciais de um problema, por exemplo).

Há ainda que se destacar a importância do papel do professor como mediador nas atividades que utilizam simulações computacionais. Barneto e Martín (2006) afirmam que quando o aluno se encontra sozinho diante de uma simulação computacional, tem poucas possibilidades de aprender com ela. Assim, a aprendizagem será mais efetiva quando há um processamento simultâneo de informações pelo meio visual (a animação em si) e o meio verbal (a interferência do professor).

- A utilização das TIC no ensino de Física é vantajosa por possibilitar a manipulação rápida de variáveis. Além disso, aproxima o material instrucional da realidade tecnológica do aluno, considerando que a tecnologia é fator social, histórico e cultural. É um instrumento que o aluno provavelmente já domina, além de envolver signos já internalizados por ele.

## Vygotsky e outros autores sobre TIC no ensino de física

Segundo Sancho (2001, apud SILVA, 2011), a aproximação entre tecnologia e educação ocorreu a partir da década de 1940, nos Estados Unidos por meio do campo de estudo da Educação Audiovisual, incorporando-se ao campo de estudos de tecnologias educacionais e psicologia da aprendizagem na década de 1950,

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tendo grande influência dos meios de comunicação de massa na sociedade na década seguinte, além de avanços e aproximações entre tecnologia e educação nos anos posteriores.

Embora Vygotsky não tenha vivido essa aproximação e, portanto, não tenha estudado sobre as TIC, devido ao rápido avanço tecnológico, sentimos necessidade de articular os fundamentos da teoria histórico-cultural com o uso das TIC no ensino de Física a fim de evidenciar os pontos relevantes sobre o tema.

- A teoria histórico-cultural de Vygotsky fornece subsídios para que tais atividades sejam realizadas de modo a fornecer significados às observações cotidianas dos fenômenos naturais. Nesse sentido, é possível afirmar que atividades computacionais também podem aproximar o formalismo dos conceitos científicos da realidade vivenciada pelo aluno, ou seja, dos conceitos espontâneos. Há também relatos de que outras teorias de ensino-aprendizagem podem ser trabalhadas de forma conjunta (LARA et al., 2013).

Para compreender melhor como ocorre o desenvolvimento dos processos superiores mentais através de mediação, Vygotsky introduziu o conceito de Zona de Desenvolvimento Proximal (ZDP). Segundo Moreira (1995) a ZDP consiste na distância entre o nível de desenvolvimento cognitivo real do indivíduo e o seu nível de desenvolvimento potencial. O nível de desenvolvimento real poderia ser medido através da capacidade do indivíduo de resolver problemas independentemente, enquanto o nível de desenvolvimento potencial seria a capacidade do indivíduo de resolver problemas sob orientação ou em colaboração com companheiros mais capazes.

- A interação social que promove a aprendizagem deve ocorrer dentro da ZDP. O papel do professor é agir na ZDP, fazendo a função do outro mais capaz.

Dorneles et al. (2012), fundamentando-se nos conceitos de ZDP e na interação social de Vygotsky, propõem o uso de atividades computacionais aliadas às atividades experimentais em Física como uma forma de facilitar a manipulação de variáveis, propiciar um feedback imediato e tornar os fenômenos mais visíveis para os alunos. Os autores destacam alguns pontos importantes do trabalho:

- [...] observamos uma evolução nas respostas dos alunos ao longo do semestre, sobretudo nas atividades em que usaram o computador e o material experimental simultaneamente, provavelmente porque os guias que os orientavam nessas atividades estavam repletos de questionamentos. Os alunos deixaram de dar respostas lacônicas, passando a justificar suas respostas com alguma argumentação conceitual, ainda que, por vezes, as empregassem de modo errôneo. (DORNELES et al., 2012).

Hohenfeld e Penido (2009), sustentados pela teoria de Vygotsky, buscam integrar História e Filosofia da Ciência aos experimentos convencionais e virtuais para o ensino de Física. Para isso, se utilizam dos conceitos espontâneos dos alunos para problematizar através de experimentos reais visando os conceitos científicos. Ressaltam ainda a importância de se trabalhar tanto com laboratórios reais quanto virtuais e que não se trata de uma substituição de um pelo outro, mas sim da complementariedade dessas atividades visando explorar os pontos positivos de cada uma e minimizar as suas desvantagens.

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Souza et at. (2012) desenvolveram um produto tecnológico na forma de um portal interativo utilizando recursos da Web 2.0 7 , tendo em vista a sua utilização como ferramenta da ação mediada de ensino e aprendizagem em Física. Os autores também dão ênfase à aproximação da aula de Física às constantes modificações que ocorrem na sociedade, tal qual a evolução das ferramentas tecnológicas que já fazem parte do cotidiano do aluno. Da mesma forma, é preciso que o professor tenha condições de mediar a atividade através da ferramenta e, para isso, deve ter domínio dos instrumentos e signos.

Em sua proposta de Unidades de Ensino Potencialmente Significativas (UEPS), Moreira (2011) define em seu marco teórico, alguns autores que podem subsidiar a construção de sequências de ensino fundamentadas em teorias de ensino e aprendizagem. Dentre os autores citados, Vygotsky é referenciado no que diz respeito à importância da interação social e a linguagem, fundamentais para a compreensão de significados.

Além destes, outros autores relatam em trabalhos recentes a utilização de recursos tecnológicos no ensino de Física e reafirmam a importância do referencial teórico-pedagógico, bem como o papel do professor como mediador entre o aprendiz e os conceitos compartilhados sócio, histórico e culturalmente (LEDESMA et al, 2013; FREITAS et al, 2013). Isso mostra que o campo de investigação sobre o uso das TIC no ensino de Física continua extenso e as investigações acerca da utilização da teoria histórico-cultural como referencial para a elaboração dessas atividades têm se mostrado favoráveis.

## Considerações finais

No que tange o ensino de Física, Gaspar (2006, p.13) afirma que, à medida que se aprofundou na teoria de Vygotsky 'essa sensação de ter, enfim, encontrado o caminho não só permanece, mas parece confirmar-se a cada dia. Não houve até aqui nenhuma dúvida sobre questões pedagógicas, sobretudo em ensino de ciências, que eu não encontrasse respostas convincentes nessa teoria.'.

Esse e outros autores demonstram como a teoria de Vygotsky pode ser bem utilizada no sentido de promover a aprendizagem. A compreensão dos processos de internalização do sujeito, dos instrumentos e signos, bem como do conceito de zona de desenvolvimento proximal, permitem um planejamento estratégico de atividades.

Cabe ao professor mediar a internalização de significados por parte do sujeito através de signos compartilhados socialmente. O papel do professor é crucial para que o aluno possa desenvolver todo o seu potencial, devendo investigar aquelas aprendizagens que estão em processo e mediá-las dentro da ZDP. Para isso, o contexto educacional deve ser familiar ao aprendiz, ou seja, o aluno deve dominar os instrumentos necessários para manipular esses novos signos.

As TIC já fazem parte do cotidiano do aluno e devem fazer parte do cotidiano escolar e há uma quantidade relativamente grande de trabalhos, quando comparadas aos demais, que fazem uso dessas tecnologias aplicadas ao ensino de

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Física. A utilização das TIC no ensino de Física, subsidiadas pela teoria vygotskyana também é encontrada na literatura. Dessa forma, é possível que as interações sociais possam ser utilizadas por meio de Ambientes Virtuais de Aprendizagem (AVA), na construção de UEPS, incluindo-as nos passos propostos ou até mesmo na construção de Mapas Conceituais (MOREIRA, 2011). Com as TIC cada vez mais próximas do cotidiano dos alunos, é preciso, também, que estes instrumentos e signos sejam levados em conta no ambiente escolar, de forma a tornar o ensino de Física mais relevante.

## Referências

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