Autoavaliação e metacognição na aprendizagem de física no ensino superior

## AUTOAVALIAÇÃO E METACOGNIÇÃO NA APRENDIZAGEM DE FÍSICA NO ENSINO SUPERIOR

Arthur William de Brito Bergold , Mara Fernanda Parisoto , Sérgio de Mello 1 2 Arruda 3

(Fonte: Arial, 12, Centralizado, Negrito, Espaço Simples)

1 UFPR/Departamento de Engenharias e Exatas, arthur.bergold@ufpr.br

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UFPR/Departamento de Engenharias e Exatas, mara.parisoto.ufpr.br 3 UEL/PECEM, renop@uel.br

## Resumo

A avaliação formativa engloba, entre outras coisas, o processo metacognitivo de autoavaliação. Na disciplina de Física Geral, ofertada a recém-ingressos na graduação, tem sido desenvolvida de forma sistemática atividades de autoavaliação em que os estudantes são estimulados a dedicar parte de seu tempo de estudo a refletir a respeito da própria aprendizagem. Nessa atividade, eles são orientados a avaliarem o sucesso alcançado nos diversos micro-objetivos que precisam ser alcançados para responder corretamente cada uma das questões propostas em prova. Os dados coletados a partir dessa autoavaliação foram comparados com os dados da pontuação atribuída pelo professor ao avaliar o desempenho dos aprendizes em cada questão. A análise foi feita a partir de técnicas psicométricas, mais especificamente os modelos logístico de dois parâmetros e de Samejima da Teoria da Resposta ao Item. Os resultados indicam que quando se explicitam aos estudantes cada um dos pequenos itens que compõem um problema mais complexo, eles conseguem se autoavaliar de forma semelhante à avaliação do professor.

Palavras-chave : Avaliação formativa; Metacognição; Autoavaliação; Teoria da Resposta ao Item.

## O processo avaliativo e suas carências

Mesmo tendo sido muito discutido nas últimas décadas, o inesgotável tema da avaliação ainda é extremamente relevante. A avaliação é, talvez, a atividade docente mais mal compreendida tanto por alunos quanto pelos próprios professores. As críticas ao processo avaliativo são justificáveis, mas, segundo Gatti (2011), o debate tem sido conduzido de forma abstrata quase sempre reforçando o caráter punitivo que alguns professores mal orientados conferem a suas avaliações o que atribui um caráter nocivo ao processo avaliativo.

Villas Boas (2014) aponta a necessidade de se distinguir a 'avaliação para a aprendizagem', também conhecida como avaliação formativa, da 'avaliação da aprendizagem', ou avaliação somativa. A avaliação para aprendizagem, ou formativa, fornece, tanto a professor quanto a alunos, dados a respeito do progresso da aprendizagem de modo que se reforcem as conquistas alcançadas até o momento e também se possam ajustar os papéis desempenhados no enfrentamento dos obstáculos não superados no processo de ensino-aprendizagem. Para isso, o processo avaliativo deve ocorrer ao longo de todo o período letivo, e deve envolver os estudantes de forma que eles sejam agentes ativos, construtores e avaliadores da própria aprendizagem. A responsabilidade do professor acaba se deslocando da ênfase em ensinar o conteúdo para o foco de mediar a aprendizagem dos

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23 a 27 de janeiro de 2017

estudantes conduzindo-os de forma a que eles não apenas alcancem os objetivos propostos, mas também sejam capazes de perceber por si mesmos o quanto já alcançaram e o quanto ainda está por ser conquistado.

Villas Boas ainda apresenta três componentes da avaliação formativa que não têm sido discutidas nem vivenciadas pelos professores: a avaliação informal, a avaliação por pares e a autoavaliação, esta última sendo o foco principal deste trabalho. Essas três modalidades de processo avaliativo contribuem para a aprendizagem, mas a última, em especial, promove a autonomia intelectual dos estudantes.

Quando a avaliação para aprendizagem ocorre de forma eficiente, e os aprendizes são bem sucedidos em sua construção do conhecimento, a avaliação da aprendizagem, somativa, assume o papel de certificadora do sucesso alcançado pelo estudante, deixando de ter o aspecto de punição ou o estigma malfazejo do risco de reprovação. Para isso o aluno tem que desenvolver uma espécie de propriocepção cognitiva. Isso só é possível se ele souber avaliar a si mesmo e se for capaz de realizar reflexões metacognitivas. Cabe ao professor orientá-lo nessas atividades.

E refletir metacognitivo permite ao aluno perceber suas próprias limitações e planejar e experimentar diferentes estratégias para vencer cada um dos empecilhos que lhe obstaculam o aprender. Como parte da metacognição, o processo de autoavaliação permite perceber o ponto do caminho em que se encontra a aprendizagem. Corso (2013) destaca as capacidades metacognitivas, de controle, planejamento, seleção, organização, monitoramento e avaliação, como elementos centrais do aprender. Como exemplo, é citada a compreensão leitora, pois para se entender um trecho de leitura, a cada instante, o leitor deve se perguntar se ele está compreendendo a mensagem ou se ele deve reiniciar a leitura. Aponta-se que falhas nesse autoquestionamento da compreensão podem ser as responsáveis pela dissociação entre o reconhecimento de palavras e a compreensão leitora.

Todo professor deveria explicitar os critérios de avaliação, inclusive especificando que nível mínimo de aprendizagem é satisfatório. Mas, isso normalmente é tão complexo que o critério fica subentendido em uma nota ou média igual ou superior a um valor de corte. Mas quando o estudante recebe uma nota 70 como resultado de sua avaliação, ele não está sendo orientado a perceber as suas falhas de aprendizagem para poder corrigi-las nas próximas etapas de sua formação. Isso tende a perpetuar essas falhas, até que ele mesmo seja capaz de percebê-las, sem a necessidade constante de um professor apontando-as.

Assim, pode-se perceber que é comum o processo avaliativo carecer de continuidade e constância, de clareza de critérios, de relevância e de significância metacognitiva para o estudante.

## Compreensão docente x compreensão discente

Para que o estudante possa desenvolver suas habilidades metacognitivas, é necessário que se estabeleçam alguns parâmetros. Comumente o único parâmetro acaba sendo a nota conferida pelo professor à prova que acabará sendo a única recordação que esse estudante terá dessa etapa da aprendizagem até o momento final de aprovação ou reprovação na disciplina. Alguns estudantes atentam para a nota de cada questão específica e se preocupam com o fato de não terem acertado

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a questão. Desses, alguns vão verificar em suas anotações para descobrir o erro, outros vão indagar o professor a respeito. Em ambos os casos, há um processo metacognitivo ocorrendo. Mas, muitas vezes esse processo é incompleto porque dificilmente o estudante está preparado para questionar de forma minuciosa os fundamentos de sua aprendizagem.

Não é difícil imaginar que existe uma diferença entre a compreensão que o aprendiz tem de sua aprendizagem e a compreensão que o professor tem da mesma. Suponhamos uma situação ideal de autoavaliação da aprendizagem em que, quando o aluno corrige sua própria prova, as notas atribuídas às respostas de cada questão seriam as mesmas, ou pelo menos estariam próximas às notas atribuídas pelo professor a essas mesmas questões.

No entanto, situações em que o aluno acha que foi bem e acaba tirando nota baixa, ou o contrário, são tão comuns que nos indicam que a situação ideal é bem diferente da situação real.

Apontam-se dois motivos principais pelos quais as avaliações docente e discente acabam divergindo. O primeiro é a falta de explicitação clara dos critérios avaliativos por parte do professor que, por não perceber a importância dessa clareza para o sucesso do estudante em seu processo de aprendizagem, atribui as notas mentalmente á medida que confere as respostas do aluno. Essa atribuição pode envolver fatores mais objetivos ou subjetivos dependendo do conteúdo, da questão ou do professor.

- O segundo motivo para as discrepâncias entre a expectativa de nota por parte dos alunos é o desconhecimento total ou parcial por parte do aluno dos prérequisitos cognitivos necessários para a realização da tarefa proposta.

Com isso em mente, propôs-se o seguinte questionamento: caso se disponibilize ao estudantes a informação detalhada das habilidades necessárias para responder corretamente às questões de uma prova e dos critérios de avaliação das mesmas, eles seriam capazes de se autoavaliarem de forma semelhante à avaliação realizada pelo professor?

Ou seja, deseja-se saber se os estudantes conseguiriam compreender seu desempenho nos itens que constituem a avaliação de forma semelhante à compreensão do professor.

## Contexto da coleta de dados

As ideias propostas neste trabalho têm sido testadas ao longo de dois semestres da disciplina de Física Geral ofertada no primeiro semestre do curso de graduação em Agronomia. Os alunos participantes, em sua maioria, recém-egressos do ensino médio, se encontram na fase de adaptação ao ensino superior, momento crítico em que, apesar de um pouco desorientados, necessitam formar e fortalecer novos hábitos de estudo e novas visões de mundo, de estudo e de futuro profissional. Para muitos deles, inicialmente, a Física é uma espécie de acidente de percurso, pois não percebem a relevância da disciplina para a formação de um agrônomo. Além disso, a disciplina é desafiadora por requerer que os alunos desenvolvam a linguagem e a conceituação física com amparo matemático, e ao longo da formação básica, grande parte dos estudantes apresenta dificuldades em alguma ou em todas as áreas do conhecimento relacionadas a essas habilidades, a saber, língua portuguesa, matemática e física. Para dar um maior suporte à

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aprendizagem, tem disso disponibilizados três monitores para a disciplina além do Ambiente Virtual de Aprendizagem institucional.

A partir do 1º semestre de 2016, iniciou-se a prática aqui denominada de autoavaliação por micro-objetivos que consiste em explicitar ao estudante cada um dos pequenos objetivos que ele deveria ter alcançado para responder ou solucionar corretamente cada um dos itens (questões) propostos. Por exemplo, ao seguinte enunciado de questão proposto, correspondem os seguintes micro-objetivos.

## Quadro 1: Exemplo de enunciado e micro-objetivos

## Enunciado:

Uma haste de aço (coeficiente de dilatação linear = 1,2.10 -5 ºC -1 ) tem 42 cm de comprimento a 10ºC. Qual será seu comprimento se for colocada em uma panela com água fervente?

## Micro-objetivos:

- 1. Identificar e compreender os dados fornecidos no enunciado.
- 2. Identificar o valor da temperatura de ebulição da água.
- 3. Identificar o princípio físico envolvido - Dilatação Térmica Linear.
- 4. Efetuar corretamente o cálculo de Δ l .
- 5. Expressar o resultado com o número correto de algarismos significativos.
- 6. Somar l 0 + Δ l .
- 7. Expressar o resultado com o número correto de algarismos significativos.
- 8. Apresentar a unidade correta.

Após a aplicação da prova, cada prova foi digitalizada e enviada por email para o estudante. Assim, eles tinham acesso a todas as suas respostas e não dependiam da própria memória para lembrar daquilo que tinham respondido ou deixado de responder. Após isso, solicitou-se que os alunos respondessem um formulário com o intuito de descrever quais objetivos propostos para cada item foram alcançados por cada aluno. Isso foi feito por meio de formulários online. A análise dos dados assim coletados foi feita usando técnicas psicométricas, que permitem realizar medidas de traços latentes como o nível de compreensão. Os dados coletados pelo formulário, foram expressos pelos valores zero (não alcançou o objetivo) ou 1 (alcançou o objetivo). Quando a resposta a um conjunto de itens só pode assumir dois valores, esses itens são chamados, na Psicometria, de dicotômicos. A análise para esse conjunto de dados foi realizada usando o modelo logístico de 2 parâmetros da Teoria da Resposta ao Item.

A fim de realizar a comparação da auto-avaliação dos alunos com a avaliação realizada pelo professor, foram tomadas as pontuações dadas pelo professor para cada um dos itens avaliativos. Como a pontuação de cada item podia variar de zero até o valor máximo do item (por exemplo de 0 a 6 pontos), os itens são considerados politômicos. Esses dados foram analisados de acordo com o modelo politômico de Samejima.

## Noções de psicometria

Pasquali (2013) aponta o uso de testes psicológicos como uma das técnicas de medida psicológica. Para lidar com fatores subjetivos, estabelece-se uma covariância entre a resposta e uma escala de intensidades para o estímulo. Uma das teorias de medida psicométrica é a Teoria da Resposta ao Item que aborda o traço latente que se manifesta por meio do comportamento estimulado pelo item proposto. Uma maneira possível de compreender a ideia do traço latente é

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considerá-lo como o conjunto de processos cognitivos (emotivos, motores, etc) que o sujeito domina para bem executar determinada tarefa.

A Teoria da Resposta ao Item é construída sobre dois axiomas: i) os traços latentes são causa e o desempenho é o efeito; ii) essa relação de causa-efeito entre desempenho e traços latentes pode ser representada pela Curva Característica do Item (CCI). Dois exemplos dessa curva podem ser visualizados na figura 1.

A intensidade do traço latente também pode ser chamada de nível de aptidão. A curva indica a probabilidade que um respondente tem de apresentar o comportamento esperado, no caso, acertar o item, dependendo do nível de aptidão que o respondente possui. Um nível de aptidão negativo indica que o respondente tem uma capacidade de responder corretamente o item abaixo da média.

Existem diversos parâmetros que determinam a CCI. Neste trabalho se adotou o modelo logístico de 2 parâmetros que é descrito pela função:

Os dois parâmetros, a e b representam o nível de discriminação e o nível de dificuldade do item, nessa ordem. Quanto menor o valor de a , maior tem que ser a diferença de nível de aptidão entre dois respondentes para que se possa, a partir daquele item, perceber uma diferença no desempenho. Em outras palavras, o item tende a ser insensível ao traço latente para pequenos valores de discriminação. Isso pode ser observado na CCI, como uma linha que sobe lentamente, com pouca inclinação. Para altos valores de discriminação a linha sobe mais rapidamente.

Quanto menor o valor de b , maior a chance de um respondente responder corretamente o item. Na curva, isso é observado como um deslocamento da curva para a esquerda. O nível de dificuldade do item é determinado pelo nível de aptidão que o respondente deve ter para ter 50% de chance de acerto.

Figura 1: Curvas Características de Itens diferentes

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Podem-se observar, nos exemplos da figura 1, um item com discriminação 2 e dificuldade -2 (mais à esquerda) e outro com discriminação 1 e dificuldade 0,5. O valor desses parâmetros é calculado por meio de softwares estatísticos. Para esse trabalho foi utilizado o software R.

A característica da análise da Teoria da Resposta ao Item mais relevante para esse trabalho é o fato de que esta não avalia apenas o respondente, mas também avalia cada um dos itens (questões) do instrumento de medida (prova), atribuindo a cada um deles parâmetros que caracterizam a interação dos respondentes com os conceitos e significados contidos nos enunciados dos itens. Uma vez que o objetivo aqui não é avaliar o estudante, mas sim o processo

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avaliativo, não se efetuaram as etapas de validação dos itens e do instrumento, nem se atribuiu uma pontuação aos respondentes.

## Análise psicométrica dos itens

Foram escolhidos três itens da avaliação escrita para serem apresentados os enunciados, os micro-objetivos, a análise dicotômica de cada micro-objetivo conforme a autoavaliação dos estudantes e a análise politômica construída a partir da pontuação atribuída aos itens pelo professor.

## Quadro 2: Análise do item 3a

Q3a) Uma caixa de 20 kg se desloca sobre uma superfície plana. Determine o valor da força que mantém essa caixa em movimento, sabendo que a superfície é horizontal, sem atrito e que a caixa acelera a 2,4 m/s².

- 1. Interpretar o enunciado.
- 2. Identificar e organizar os dados fornecidos.
- 3. Identificar as forças que atuam no sistema.
- 4. Identificar o tema da 2ª Lei de Newton.
- 5. Substituir corretamente os valores.
- 6. Efetuar corretamente os cálculos.
- 7. Expressar o resultado com o número correto de algarismos significativos.
- 8. Expressar a unidade correta.

Item Characteristic Curves

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A análise psicométrica indica um baixo valor para os parâmetros de dificuldade e de discriminação do micro-objetivo 1. Isso significa que eles acharam fácil interpretar o enunciado, mas não tinham segurança de ter atingido esse objetivo completamente. Isso, porque 'interpretar o enunciado' tem um significado bastante amplo. Já o item 7 apresentou os valores mais elevados para os dois parâmetros. Pode-se interpretar que dentre todos os micro-objetivos desse item, os estudantes acharam 'expressar o resultado com o número correto de algarismos significativos', o menos fácil. O alto valor de discriminação que moldou na forma de um degrau a CCI do item 7, demonstra que os estudantes tinham bastante certeza de ter ou não atingido esse objetivo. Isso era de se esperar, uma vez que eles estavam com a prova respondida em mãos no momento da autoavaliação e é simples verificar se o resultado foi expresso com o número correto de algarismos significativos. A análise da pontuação obtida reforça que a questão realmente foi fácil e pouco discriminante.

Na questão seguinte se acrescenta alguns elementos de dificuldade que afetam os parâmetros das CCIs, conforme pode-se observar no quadro 3.

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## Quadro 3: Análise do item 3b

Q3b) ... considere que o movimento é uniforme, a superfície é horizontal e o coeficiente de atrito cinemático entre a caixa e a superfície vale 0,63.

- 1. Interpretar o enunciado.
- 2. Identificar e organizar os dados fornecidos.
- 3. Perceber que a aceleração e FR são nulas.
- 4. Identificar as forças que atuam no sistema.
- 5. Identificar o tema da força de atrito.
- 6. Substituir corretamente os valores.
- 7. Efetuar corretamente os cálculos.
- 8. Expressar o resultado com o número correto de algarismos significativos.
- 9. Expressar a unidade correta.

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## Quadro 4: Análise do item 3c

Q3c) ... considere que o corpo desce com velocidade constante, a superfície é inclinada de 20º e o coeficiente de atrito cinemático entre a caixa e a superfície vale 0,63.

- 1. Interpretar o enunciado.
- 2. Identificar e organizar os dados fornecidos.
- 3. Perceber que a e FR são nulas.
- 4. Identificar as forças que atuam no sistema.
- 5. Identificar o tema do plano inclinado.
- 6. Substituir corretamente os valores.
- 7. Efetuar corretamente os cálculos.
- 8. Expressar o resultado com o número correto de algarismos significativos.
- 9. Expressar a unidade correta.

Item Characteristic Curves

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Da mesma forma que na questão anterior, percebe-se que o acréscimo de mais um conceito, o de plano inclinado, ao enunciado do problema aumenta o nível de dificuldade percebido tanto pelos estudantes no momento da autoavaliação quanto do professor no momento de atribuir a pontuação individual a cada questão.

## Considerações finais

- O uso de problemas de física em instrumentos avaliativos que exigem por parte do aprendiz o domínio de diversas habilidades pode lhe dificultar o processo de metacognição. Ainda assim, pode-se conduzir o processo de autoavaliação, pulverizando a complexidade do problema em suas habilidades básicas ou microobjetivos que, uma vez explicitados, permitem que o estudante perceba o progresso de sua aprendizagem de uma forma semelhante à percepção do professor.
- O uso de diferentes modelos de análise da Teoria da Resposta ao Item permite comparar, ainda de forma rudimentar, a percepção de detalhes dicotômicos da autoavaliação com a percepção mais abrangente politômica da avaliação do professor.

## Referências

ANJOS, A.; ANDRADE, D. F.. Teoria da Resposta ao Item com uso do R . Disponível em: http://www.ufpa.br/heliton/arquivos/tri/RTRIsinape.pdf.

CORSO, H. V.; et al. Metacognição e Funções Executivas: Relações entre os Conceitos e Implicações para a Aprendizagem. Psicologia: teoria e Pesquisa , v. 29, n. 1, jan-mar 2013, pp. 21-29.

GATTI, B.. Pouco preparo. Revista Educação . São Paulo, v.174, out. 2011. Disponível em &lt;http://revistaeducacao.uol.com.br/formacao-docente/174/pouco-preparo-236326-1.asp&gt;. Acesso em 17 set. 2015.

PASQUALI, L.. Psicometria: teoria dos testes na psicologia e na educação . 5ª ed. Petrópolis : Vozes, 2013.

VILLAS BOAS, B. M. F.. Avaliação para aprendizagem na formação de professores. Cadernos de Educação . Brasília, n.26, p.57-77, jan./jun. 2014.

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