AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DAS IDEIAS DOS ALUNOS SOBRE O SOM A PARTIR DO USO DE UMA UEPS

## AVALIAÇÃO DA EVOLUÇÃO DAS IDEIAS DOS ALUNOS SOBRE O SOM A PARTIR DO USO DE UMA UEPS

*Luiz Felipe de Moura da Rosa¹, Luciano Denardin de Oliveira²

1 E.E.E.B. Presidente Roosevelt, luiz.rosa@acad.pucrs.br

2 PUCRS/Faculdade de Física, luciano.denardin@pucrs.br

## Resumo

Neste trabalho são apresentadas a elaboração e aplicação de uma Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) para o ensino de conceitos de ondulatória e acústica. Além disso, analisa-se a evolução das ideias dos alunos a partir da metodologia proposta, buscando interpretar de que forma se deu o processo de aprendizagem entre as atividades e se houve, de fato, uma aprendizagem significativa. A UEPS apresentada contemplou uma variedade de metodologias, como a investigação e experimentação, metodologias ativas, aulas expositivas e o uso de novas tecnologias. Durante o trabalho emergiram categorias que auxiliaram na análise dos dados, em especial, da eficácia das atividades para o propósito de promover a evolução conceitual sobre o conceito de som. Esta análise é apresentada nas formas quanti e qualitativas ao longo do texto. Ao final, avalia-se a metodologia das UEPS e de que forma a evolução das ideias dos alunos em sentido ao modelo científico se relaciona com uma aprendizagem significativa crítica.

Palavras-chave : UEPS, ideias dos alunos, ondulatória, aprendizagem significativa.

## Introdução

Uma área já bastante investigada em ensino de ciências é a análise das ideias dos alunos (também denominadas de concepções prévias ou concepções alternativas) acerca dos fenômenos físicos (SILVA, NUÑES, 2007). Harres (2001), sugere que os professores devam considerar as ideias que os alunos possuem de um determinado assunto e, a partir delas, propor atividades e problematizações que contribuam para que os estudantes construam ideias mais próximas dos modelos científicos aceitos atualmente.

Neste trabalho foram identificadas e categorizadas as ideias dos alunos sobre o som ao longo do desenvolvimento de uma unidade didática sobre ondulatória desenvolvida à luz de uma metodologia de ensino sugerida para proporcionar aprendizagem significativa. Empregando a metodologia conhecida como Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS) (MOREIRA, 2012), que visa promover a aprendizagem significativa proposta por Ausubel (1968) por meio de uma sequência de passos pré-definidos, avaliou-se, de formas quanti e qualitativas a evolução das ideias dos alunos ao longo das atividades desenvolvidas.

A proposta consistiu em aplicar a UEPS, utilizando uma variedade de estratégias didáticas que contemplassem os pressupostos teóricos de cada passo proposto por Moreira (2012) e assim favorecesse a aprendizagem significativa; analisando como que as ideias dos alunos sofrem transformações ao longo desse processo. Por fim, avaliou-se a contribuição da UEPS para a aprendizagem significativa e para a evolução das ideias dos alunos na direção de modelos cientificamente aceitos.

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23 a 27 de janeiro de 2017

## Fundamentação Teórica

## Ideias dos Alunos sobre o som

Muitos pesquisadores da área do ensino têm investigado as ideias dos alunos, suas origens e de que forma elas se modificam durante o processo de ensino-aprendizagem. Caldeira (1991), avaliando as ideias dos alunos sobre som, relacionou-as com as evoluções da ciência ao longo da história. O autor verifica que percepções dos antigos filósofos que, como é sabido, divergem do conhecimento científico atual, se fazem presentes nas concepções dos estudantes.

Leite e Afonso (1999) avaliaram como que as concepções são alteradas ao longo dos diferentes níveis de escolaridade (básico, secundário e superior de acordo com a estrutura da educação portuguesa). Para tal, as autoras utilizaram categorias que emergiram de questionários respondidos pelos estudantes a fim de mapear as ideias referentes à natureza do som e às suas formas de propagação. Rodrigues e Camiletti (2015) identificaram as ideias dos alunos sobre o som por meio de uma análise quantitativa, bem como relacionaram as atitudes comportamentais (nas dimensões afetiva, conativa e cognitiva) dos alunos com a aprendizagem.

## Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS)

A UEPS (MOREIRA, 2012) consiste em uma sequência didática fundamentada em teorias de aprendizagem, particularmente a aprendizagem significativa preconizada por Ausubel (1968). O objetivo da UEPS é ser uma metodologia alternativa ao ensino formal, que tenha uma característica, segundo o autor, construtivista, sendo o aluno protagonista do seu próprio aprendizado. Somente um processo de ensino significativo para o aluno é que caracteriza uma aprendizagem significativa. Para isso é necessário ter a clareza de que o conhecimento prévio do aluno e seu interesse são as variáveis que mais influenciam para que a aprendizagem seja significativa. Além da teoria da aprendizagem significativa de Ausubel (1968), as UEPS foram construídas considerando:

'[..]visões clássicas e contemporâneas (Moreira, 2000, 2005, 2006; Moreira e Masini, 1982, 2006; Masini e Moreira, 2008; Valadares e Moreira, 2009), as teorias de educação de Joseph D. Novak (1977) e de D.B. Gowin (1981), a teoria interacionista social de Lev Vygotsky (1987), a teoria dos campos conceituais de Gérard Vergnaud (1990; Moreira, 2004), a teoria dos modelos mentais de Philip Johnson-Laird (1983) e a teoria da aprendizagem significativa crítica de M.A. Moreira (2005)." (MOREIRA, 2012, p. 2)

A aprendizagem significativa parte do pressuposto de que o aluno só pode aprender algo de forma significativa, ou seja, que marque sua vida e tenha sentido para ele, desde que, ele esteja disposto; caso contrário será uma aprendizagem mecânica que rapidamente será esquecida. Ao invés da memorização de respostas conhecidas (característica da aprendizagem mecânica) a aprendizagem deve ser significativa e crítica. A aprendizagem significativa crítica é estimulada pela busca de respostas (questionamentos), empregando uma diversidade de materiais e estratégias instrucionais e pelo abandono da narrativa do professor 'transmissor' em favor de um ensino centrado no aluno (MOREIRA, 2005). O professor deve ser um agente que desperte o interesse do estudante, que proponha situações problema que deem significado aos conteúdos e façam com que o aluno crie organizadores prévios que venham a facilitar o aprendizado. O conteúdo em si deve ser trabalhado

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a partir da diferenciação progressiva, na qual o aluno tenha consciência de um todo geral, sendo os conteúdos apresentados primeiro de forma abrangente e depois sendo aprofundados e especificados.

Para elaborar uma UEPS que seja efetiva em contribuir para esta aprendizagem significativa, Moreira (2012) sugere uma sequência de oito passos que devem ser seguidos tais quais. Neste trabalho, estes passos são apresentados na Metodologia acompanhados da descrição das atividades propostas.

## Metodologia

Os participantes da pesquisa foram estudantes do segundo ano do Ensino Médio de uma escola pública estadual no estado do Rio Grande do Sul. Os estudantes têm entre 15 e 19 anos, de sexos e etnias diversos. O número total de alunos foi de 85, estando divididos em duas turmas no turno da manhã (T1 e T2) e uma no turno da tarde (T3). Com base no modelo definido de uma UEPS, visando colaborar para que os alunos tenham uma aprendizagem significativa e que a evolução de suas ideias ocorresse de forma gradual, elaborou-se uma sequência didática que comtemplasse os passos do modelo proposto por Moreira (2012), conforme ilustra o quadro 1. Vale ressaltar que nem todos os alunos estavam presentes em todas as etapas da UEPS e das coletas de dados da pesquisa.

Quadro 01: Atividades desenvolvidas, procedimentos fundamentados nos pressupostos teóricos e etapas da UEPS.

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## Análise dos Resultados

As análises dos resultados são apresentadas em duas subseções. A primeira analisa a metodologia das UPES como promotora da aprendizagem significativa e a segunda avalia a evolução das ideias dos alunos acerca do som.

## Unidade de Ensino Potencialmente Significativa (UEPS)

No geral as atividades foram desenvolvidas dentro do planejado, com poucos problemas ou percalços. Elas cumpriram o papel de atraírem os alunos para as aulas, fazendo-os serem protagonistas do seu próprio aprendizado. Os alunos apresentaram certa resistência em expressarem por escrito suas ideias quando requisitado. No final o fizeram e produziram resultados bastante interessantes que implicaram nos pontos de coleta de dados. A primeira etapa de coleta de dados (que será denominada de E1) ocorreu na atividade 2. As duas outras etapas de coletas de dados (E2 e E3) ocorreram após as atividades 4 e 7, respectivamente.

Após o encontro no qual a atividade 2 foi realizada alguns alunos, tomados pela indagação e curiosidade pesquisaram por conta própria o significado do som. Contudo, o fator determinante para os debates nessa atividade foi a qualidade de argumentação, tendo o professor apenas como um mediador da discussão. Em cada uma das três turmas as discussões se encaminharam de formas diferentes, mas ao final da aula todas haviam praticamente construído um único modelo que representava a ideia coletiva da turma referente ao som e que são apresentados no quadro 2.

Quadro 2: Modelos coletivos definidos por cada turma.

## Ideias dos alunos

A partir da análise dos dados coletados em momentos distintos da aplicação da UEPS emergiram categorias acerca das ideias dos alunos sobre o som que são descritas no quadro 3.

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Quadro 3: Definição das categorias utilizadas.A figura 1 apresenta gráficos que indicam, de forma quantitativa, as distribuições das ideias dos alunos nas categorias definidas nas diferentes etapas de coleta de dados.

Figura 1: Número de respostas dos alunos em cada categoria nas três etapas de coletas de dados.

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Uma análise dos dados apresentados na figura 1 combinados com as categorias do quadro 3 permite verificar que a quantidade de alunos na categoria A diminui significativamente entre as coletas de dados E1 e E2. Isso indica que houve migração dessas pessoas para outra categoria, por não manifestarem ideias concretas. As falas dos alunos nessa categoria exemplificam a dificuldade de argumentação deles, visto que, por vezes não se pôde identificar qual a ideia do aluno em respeito ao que é o som e como ele se propaga. Foi comum a ideia de

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som como uma 'onda', entretanto a definição de onda apresentada diverge do aceito cientificamente, visto que, para alguns alunos as ondas transportavam matéria e não energia. Os alunos também manifestaram dificuldades em compreenderem o que é o vácuo. Caldeira (1991) também constatou essa dificuldade de os alunos compreenderem o porquê do som não se propagar no vácuo, frequentemente usando justificativas ligadas à gravidade. Analisando as etapas E2 e E3, verifica-se que a categoria A, que tinha sofrido uma queda brusca, agora dobra o seu valor. Destes, cerca de um terço não respondeu à pergunta relativa à natureza do som na prova formal e individual. Do restante, a maioria manteve sem modificações a ideia que manifestou desde a E1, ou seja, uma ideia não conclusiva, incompleta. Dos alunos que não responderam, nenhum participou de todas as coletas anteriores, o que indica que a baixa frequência prejudicou a aprendizagem desses alunos.

A categoria B vincula o som a ações, ideia que também foi constatada no trabalho de Leite e Afonso (1999). Alguns alunos associaram o som ao movimento, representando uma ação, ou seja, o som é oriundo da ação de movimentar-se, talvez por relação com o conteúdo visto no ano anterior: cinemática. A categoria B, que se manteve praticamente constante entre as E1 e E2, foi reduzida apenas a uma resposta na E3, o que indica um abandono dessa concepção possivelmente devido às atividades realizadas após a etapa E2. A grande maioria dos alunos que migraram dessa categoria foram para a categoria E.

De E1 para E2 a categoria C tem um aumento acima do dobro. É importante ressaltar que o aumento na categoria C é principalmente observado na turma T1, turma na qual durante a atividade 3 definiu como modelo coletivo o som como uma onda eletromagnética. Esse argumento foi utilizado pois, segundo a pesquisa realizada em casa por um aluno, a luz e a radiação são ondas eletromagnéticas e, por indução lógica, a turma classificou o som também como uma onda eletromagnética. Um dos autores desse trabalho é professor das turmas há dois anos e atesta que os alunos não têm o hábito de pesquisarem assuntos relacionados à escola em casa e, ainda mais, por conta própria. Desse modo, avaliase como positivo esse fato, pois é um indicativo de interesse e envolvimento dos alunos com as atividades. A significativa redução de alunos na etapa E1 da categoria A sugere uma migração destes alunos para a categoria C, nesta turma principalmente. A categoria C que teve um aumento, em especial na turma T1, entre E1 e E2, volta a reduzir significativamente na etapa E3. Na turma T1 permanecem 3 pessoas com a ideia, pessoas essas que não estavam presentes nas atividades 5 e 6, um fator possivelmente determinante para a não mudança. Curiosamente, novas 2 respostas enquadradas nessa categoria são de alunos de outras turmas que não haviam as manifestado anteriormente. Assim como também observado na turma T1, as respostas dos alunos das turmas T2 e T3 convergem para a ideia definida coletivamente.

Percebe-se então que a atividade mais marcante para interferir nas ideias dos alunos entre as etapas E1 e E2, foi a atividade 3. Essa importância se atribui no momento em que, mediados pelo professor, os alunos debateram entre si e formularam um modelo em conjunto, fazendo com que essa ideia construída coletivamente seja consenso e aceita como válida por aqueles que não tinham um modelo concreto definido. Isso indica que suas ideias iniciais não tinham um sólido fundamento e migraram para a ideia definida pelo grande grupo.

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A ideia de característica corpuscular aparece como categoria nos trabalhos de Leite e Afonso (1999) e Caldeira (1991). Na etapa E1, temos uma resposta que remete a essa ideia classificada na categoria A. Ideias semelhantes, mas que não deixam claro a concepção da propagação de matéria, estão presentes na categoria D, ao longo das 3 etapas de coleta. Um exemplo disso é o fato de alguns alunos usarem o termo 'ondas de matéria' para explicarem o som. Esta categoria expõe uma dificuldade geral de relação entre os conceitos, que perdura no desenrolar da unidade. Há muita falta de clareza em quem produz o quê , ou é formado pelo quê . Caldeira (1991), em seu trabalho também verifica que alguns alunos associam o som como uma substância, ideia semelhante à proposta pelos antigos filósofos atomistas. Segundo o autor, isso pode ser uma evidência de aprendizagem mecânica, uma vez que os alunos que não tinham uma construção clara do conceito de onda. Para Caldeira (1991), isso se deve a uma aprendizagem mecânica (MOREIRA, 2011) que alunos de níveis mais altos de escolaridade tiveram em sua formação sobre o assunto. Eles 'sabem' que o som é uma onda devido às discussões em aula, mas não tem clareza do conceito de onda. Alunos que demonstram uma noção de onda um pouco mais avançada a remetem ao exemplo da pedra lançada na água, logo, imaginam também o som como sendo uma onda bidimensional. A categoria E é aquela que tem o aumento mais significativo entre todas as comparações. Pode-se levar em consideração a aula expositiva-dialogada como principal fator desse aumento expressivo, visto que, ela se passa entre as etapas de coleta e é avaliada de forma bastante positiva. Após os alunos interagirem entre si e buscarem por conta própria as respostas, tem-se o professor como mediador da transição do modelo coletivo da turma, ajustado pelos próprios alunos, até o modelo cientificamente aceito. A dúvida e o desafio podem ter despertado nos alunos um interesse por aquele que de fato seria o modelo 'correto'. Mas, ao se analisar mais criteriosamente as respostas dadas pelos alunos, percebe-se uma grande repetição de termos, característicos de uma aprendizagem mecânica (MOREIRA, 2012).

Em nossa análise, verificou-se que quase metade dos alunos cujas respostas são categorizadas como E na etapa E3 tiveram, provavelmente, uma aprendizagem mecânica, pois reproduziram (a maioria com as mesmas palavras) aquela que seria a 'resposta certa' e foram incapazes de justificarem o porquê do som não se propagar no vácuo, não conseguindo assim relacionar conteúdos.

## Considerações Finais

Na busca por bibliografias que trouxessem alternativas para o ensino transmissivo optou-se pelo uso da metodologia das UEPS (MOREIRA, 2012). Esta metodologia visa proporcionar aprendizagem significativa crítica (MOREIRA, 2005) e se mostrou versátil para avaliar as ideias dos alunos sobre o som.

- O resultado da pesquisa apontou para um desempenho parcialmente satisfatório do uso da UEPS. Acredita-se que isso esteja ligado a fatores externos, como greve e ocupação da escola (que ocorreram entre o período de aplicação da metodologia). Outro fator que levou a isso foi a forma um tanto rígida com que utilizamos a sequência de Moreira (2012), visto que, está é bastante flexível, como diversos exemplos de sua utilização demonstram. Quando se estrutura uma UEPS para trabalhar algum conteúdo, deve-se levar em consideração o perfil e características de cada turma, de modo a adaptar a unidade, visando maior

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interação dos alunos daquela turma e desta maneira uma melhor aprendizagem. A importância de conhecer as ideias dos alunos (HARRES, 2001) objetiva justamente propor metodologias que, partindo dessas ideias, contribuam para o processo de aprendizagem dos estudantes.

A maioria dos alunos apresentam evolução em suas ideias, no sentido em que as categorias consideradas mais distantes do cientificamente aceito vão diminuindo ao longo das coletas, o que revela que a proposta se mostrou adequada. O mais importante não é o aluno chegar no modelo científico, e sim, ser capaz de abandonar suas ideias iniciais e migrar aos poucos para modelos mais completos. O ensino de física, em todos os campos, deveria buscar essa evolução conceitual dos estudantes, preocupando-se mais com a forma com que eles vão evoluindo ao invés de tentar convencê-los de um modelo, que apesar de correto cientificamente, ainda se faz abstrato na mente dos estudantes. Pelo fato destes alunos não compreenderem esses modelos impostos pelo professor, as ideias primárias desses conceitos se perpetuam.

## Referências

AUSUBEL, D. P. Educational psychology: a cognitive view . 1968. New York, Holt, Rinehart, and Winston. p. 685.

CALDEIRA, M. H. Ideias dos alunos sobre o conceito do som. Gazeta de física , v.14, 1991 - Pg. 22 - 32.

HARRES, J. B. S. A evolução do conhecimento profissional de professores: o caso do conhecimento prévio sobre a forma da Terra. Caderno Catarinense de Ensino de Física , v.18, 2001 - pg 278 - 297.

LEITE L., AFONSO A. S. Natureza e propagação do som. Concepções dos alunos dos ensinos básico, secundário e superior. La didatica de las ciências, tendencias actuales . Pag. 345 - 358. - 1999.

MOREIRA, M. A. Aprendizagem significativa crítica. 2005. Porto Alegre: Instituto de Física da UFRGS. 45p.

MOREIRA, M. A. Unidade de ensino potencialmente significativas-UEPS. In: SILVA, M. G. L.; MOHR, A; ARAÚJO, M. F. F. (Orgs.). Temas de ensino e formação de professores de ciências. Natal: EDUFRN, 2012. p.45-72.

RODRIGUES E. V., CAMILETTI G. Levantamentos de concepções e atitudes dos alunos em acústica. Atas do X Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências. Águas de Lindóia, 2015.

SILVA, M.G; NÚÑEZ, I.B. Concepções alternativas dos estudantes. Rio Grande do Norte, p.1-8, 2007.

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