METACOGNIÇÃO NO ENSINO PARTICIPATIVO: UMA ABORDAGEM PARA O ESTUDO DO CALOR

## METACOGNIÇÃO NO ENSINO PARTICIPATIVO: UMA ABORDAGEM PARA O ESTUDO DO CALOR

## Kátia Regina Varela Roa 1 , Carlos Marcelo Campos de Almeida 2 , Clayton Ferreira Santos 3 , Miriam A. D. Santana 4 . Vera B. Henriques 5

- 1 Escola Estadual Prof. Mario Manoel Dantas de Aquino, manoroa@terra.com.br
- 2 Escola Estadual Carlindo Reis, cm\_almeida@hotmail.com
- 3 Escola Estadual Santos Dias da Silva, claytonfisica@gmail.com
- 4 Escola Estadual Deputado Silva Prado, miriamadsantana@hotmail.com
- 5 Instituto de Física Universidade de São Paulo, vhenriques@if.usp.br

## Resumo

Neste trabalho, vamos apresentar e analisar a produção de professores de ciências das redes públicas municipais e da rede estadual do estado de São Paulo no curso de atualização 'Tecnologias digitais ampliando o uso de metodologias participativa e metacognitiva em Ciências Naturais'. O curso de férias foi ministrado por um grupo de professores da escola básica e da universidade que desenvolvem pesquisa sobre estratégias metacognitivas para a sala de aula. O foco do curso consistiu em propor um conjunto de atividades voltadas para o desenvolvimento da metacognição, em um ambiente de ensino participativo, a partir de atividades voltadas para o tema específico da teoria do calor. Alguns autores atribuem um papel crítico da metacognição no sucesso do aprendizado. Inspirados nessa ideia, e levando em conta as propostas de um ensino participativo apresentadas no documento publicado pelo Conselho Nacional de Pesquisas dos EUA, com base na pesquisa das ciências cognitivas, o grupo preparou um ambiente participativo num curso que envolveu atividades experimentais, discussão conceitual e o uso de tecnologia no estudo do calor através de estratégias metacognitivas. O registro da produção dos professores foi efetuado em um blog metacognitivo individual, o qual contendo mapas conceituais, vídeo-aulas e outros registros orais e escritos. Os professores que atuaram como ministrantes foram os próprios pesquisadores, na perspectiva de professorpesquisador, proposta por Isabel Alarcão.

Palavras-chave : metacognição, ensino participativo e estudo do calor Introdução

Neste trabalho apresentamos a produção de professores das redes públicas estadual e municipais do Estado de São Paulo em um curso de atualização voltado para práticas de sala de aula que favoreçam o desenvolvimento da metacognição. O curso contou com 22 participantes, com formação em Ciências Biológicas, Física, Química e Biologia, e ocorreu durante o 12º Encontro USP Escola, na Universidade de São Paulo.

A ideia deste curso nasceu de discussões realizadas pelo grupo de trabalho GT USP-Escola, criado em 2010 por alguns professores do ensino básico e do ensino superior envolvidos com o Encontro USP-Escola. Os Encontros USP-Escola constituem eventos de formação complementar e são realizados duas vezes ao ano, durante as férias escolares, desde 2007. No evento ocorrem diversos cursos simultâneos, com temas e abordagens diversificadas, na busca de responder a demandas atuais da escola básica. Os cursos são acompanhados de palestras, debates, oficinas e mostras de trabalhos de professores do ensino básico, além de outras atividades culturais e de divulgação científica. Nos Encontros, organizados por professores da universidade e da escola, pretende-se propiciar não apenas a

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23 a 27 de janeiro de 2017

atualização de conhecimentos, como também a troca de experiências, vivências e práticas educacionais de professores do ensino básico e do ensino superior.

A necessidade dos professores, tanto da escola básica quanto da universidade, de manter o intercâmbio de ideias ao longo do ano letivo, levou à formação de um GT, através do qual está sendo construída uma parceria entre a universidade e a escola. O objetivo do GT é a busca efetiva de um ambiente propício à aprendizagem. Questões trazidas por professores da escola básica pública, relativas à problemática escolar, tais como indisciplina e desinteresse pelas aulas, levaram à introdução de novos temas nos debates e cursos dos Encontros USPEscola, relacionados às questões da prática pedagógica (como diferentes possibilidades metodológicas de ensino e estratégias para a sala de aula), às condições de trabalho no ambiente escolar e a possíveis ações para a transformação do ambiente escolar. Os novos temas levaram à necessidade de aprofundar o estudo de possíveis encaminhamentos do trabalho em sala de aula dos professores.

Mais recentemente, uma parte do GT convergiu para a ideia de que a transformação do ambiente na sala de aula exigia uma investigação mais sistemática, por parte dos professores, de sua própria prática. O grupo de leituras e estudos convergiu para uma linha de pesquisa voltada para o professor-investigador de sua própria prática, no espírito proposto por ALARCÃO (2001) e PONTE (2002, 2004), que seguisse três requisitos em prática investigativa: produzir novos conhecimentos, ter uma metodologia rigorosa e ser pública (BEILERROT, 2001).

Enfocando os estudantes e os problemas de aprendizagem encontrados nas escolas públicas do estado de São Paulo, que envolvem uma questão geral do ambiente de aprendizagem, os professores participantes do novo GT USP-EscolaPesquisa concluíram que uma possibilidade de transformação da sala de aula estaria no desenvolvimento de uma prática de ensino participativo. Como referencial mais geral sobre uma metodologia de ensino participativo, o grupo encontrou o texto encomendado pelo Conselho Nacional de Pesquisa dos Estados Unidos, 'Como as pessoas aprendem: Cérebro, Mente, Experiência e Escola' (BRANSFORD, 2007), sobre a melhor maneira de levar o conhecimento construído no campo das ciências cognitivas para a prática de sala de aula. Segundo esta grande revisão de estudos sobre o 'ensinar e aprender', provenientes de diferentes áreas específicas de conhecimento, foram sugeridos três princípios do aprendizado: a necessidade de levar em conta o conhecimento que o estudante traz para a sala de aula; a necessidade de construir um quadro de conceitos e fenômenos inter-relacionados; e a metacognição, ou a consciência sobre o próprio processo individual de aprendizado, por parte do estudante.

Como parte desta investigação, o GT-Pesquisa vem desenvolvendo, aplicando e analisando resultados da aplicação de sequências didáticas em salas de aula de escolas públicas da grande São Paulo. Com o intuito de debater e dividir tais experiências com professores da rede publica, para auxiliá-los na criação de ambientes de aprendizagem que propiciem a ação dos aprendizes, bem como o diálogo contínuo entre professor e estudantes, e entre os estudantes o grupo se propôs a oferecer o curso 'Tecnologias digitais ampliando o uso de metodologias participativa e metacognitiva em Ciências Naturais'.

Na preparação deste curso, o grupo preocupou-se com o desenvolvimento de um ambiente, no qual o professor pudesse assumir o papel de orientador das

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atividades que pudessem favorecer: a emergência de conhecimento prévio e de sua relação com o conhecimento 'novo', introduzido pelo professor; a profundidade do conhecimento, em oposição ao conhecimento abrangente, mas superficial; a capacidade de estender a aplicação de novos conhecimentos aos fenômenos extraescolares; a elaboração, por parte dos cursistas professores, de suas próprias perguntas e buscas de conhecimento autodirigidas.

Para a investigação sistemática, entre as várias qualidades que o ensino participativo deve apresentar, o GT escolheu a metacognição, que, segundo Livingston (1997), desempenha um papel crítico no sucesso do aprendizado. Esta se refere ao pensamento em nível superior que envolve controle ativo sobre os processos cognitivos envolvidos no aprendizado: planejamento de abordagem de uma determinada tarefa de aprendizado, monitoramento da compreensão e avaliação do progresso na direção de completar a tarefa tendo um papel crítico no aprendizado.

## Metacognição e estratégias de ensino metacognitivas

O estudo acerca da metacognição é relativamente novo, sendo iniciado a partir de 1970, com Flavell (1979, 1987) e Brown (1978). Nos trabalhos de pesquisa que tratam da metacognição, não há uma definição consensual do termo. Entretanto, ela é referida, normalmente, ao conhecimento do próprio conhecimento, à auto-avaliação, à regulação e à organização dos próprios processos cognitivos, que envolvem, quase sempre, as categorias de meta-memória (Flavell e Wellman ,1977), meta-compreensão e auto-regulação.

Nossa principal referência para a introdução da metacognição em sala de aula é o artigo de revisão de Schraw e colaboradores (SCHRAW, 2006), que coloca a metacognição como um de três componentes do aprendizado da auto-regulação e discute estratégias para o desenvolvimento da mesma. Neste sentido, as estratégias de sala de aula necessitam trabalhar os outros dois aspectos de forma integrada.Na cognição , o estudante aprende a guardar, memorizar e recuperar informação, na metacognição os estudantes compreendem e monitoram seus processos cognitivos e a motivação inclui crenças e atitudes que influenciam o uso e o desenvolvimento de habilidades cognitivas e metacognitivas.

Há alguns anos, Ribeiro (2003), Chahon (2006) e Jou e Sperb (2006) aplicaram, na educação, a ideia de metacognição para a transformação dos aprendizes em aprendizes eficientes, através da consciência e do controle dos processos cognitivos. No curso proposto pelos autores, utilizamos a metacognição com o intuito de incentivar os professores-cursistas a tomar consciência sobre: o processo de construção do conhecimento, durante a realização de tarefas; os processos mentais que facilitam essa realização; as estratégias que utilizam para o desenvolvimento das atividades.

Para que seus estudantes desenvolvam a auto-regulação, Schraw e colaboradores (SCHRAW, 2006) propõem que o professor pode utilizar diferentes estratégias, as quais classifica em 6 categorias: o ensino investigativo, o apoio colaborativo, estratégias para melhorar a resolução de problemas e pensamento crítico, estratégias para ajudar os estudantes a construir modelos mentais e experimentar mudanças conceituais, uso de tecnologia, auto-análise das crenças de estudantes e professores. Em nosso curso, pretendemos incluir quatro destas

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estratégias, que são o ensino investigativo (experimentação/observação/análise em termos de argumentos simples e consistentes), o apoio colaborativo (colaboração entre pares), a construção de modelos mentais (modelo cinético como integrador) e uso de tecnologia (facilitador da comunicação e organização).

## Introduzindo estratégias metacognitivas no curso de atualização de professores: o blog metacognitivo

- O curso de 40 horas, distribuídas em 15 aulas, foi ministrado nas férias de inverno dos professores das redes públicas municipais e estadual de São Paulo, entre 18 e 22 de julho de 2016. As atividades do curso foram planejadas e desenvolvidas com base em tema das ciências naturais, de forma que pudesse haver um diálogo, já que o objetivo era explorar a participação e a comunicação entre professor ministrante e professor cursista e entre os próprios cursistas. Durante as aulas, as atividades foram desenvolvidas com orientação dos organizadores a partir de apresentações e roteiros, sendo previstas atividades individuais, em grupo e coletivas, com registro escrito e digital. O curso previa a utilização de diversos recursos eletrônicos, cujo uso era apresentado e orientado pelos ministrantes. O registro digital foi efetuado em termos de um blog individual, chamado de blog 'metacognitivo', construído em termos dos resultados das atividades diárias.

Neste curso, o grupo de professores ministrantes propôs aos professorese cursistas o registro do seu processo de aprendizado num blog metacognitivo . Neste blog, os professores cursistas registraram e anotaram suas atividades para auto monitoramento do próprio progresso e dos passos desenvolvidos na construção de conhecimento proposta. No blog metacognitivo , o professor cursista desenvolveu mapas conceituais a partir das atividades desenvolvidas, ilustrou sua compreensão das atividades através de vídeo aula, descreveu sua ideia de metacognição.

Coube aos ministrantes do curso propor situações de ensino participativo, voltadas especificamente para o desenvolvimento, por parte dos professores cursistas, de habilidades metacognitivas (Lovett, 2008). Na organização das atividades pretendeu-se respeitar os três princípios do aprendizado segundo Bransford: (P1) levar em conta o conhecimento prévio; (P2) a construção de um quadro de conceitos e fenômenos inter-relacionados; e (P3) a metacognição.

- O tema da ciência em torno do qual o curso foi construído é Calor e Temperatura. Os conceitos abordados foram: aquecimento e dilatação; fluxo de energia térmica (calor) por diferença de temperatura; sensação térmica e relação com a diferença entre temperatura corporal e ambiente; modelo microscópico para a energia térmica relacionada com átomos e moléculas. A discussão dos conceitos foi encaminhada a partir de experimentos qualitativos simples e roteiros de perguntas conceituais (P1 e P2). A ideia de energia cinética molecular permite pensar fenômenos diferentes como dilatação (observável) e aumento de temperatura (sensível) em um único quadro (P2). Equilíbrio térmico pode ser pensado como estabelecimento de densidade uniforme de energia térmica.
- O roteiro tem algumas características importantes: estimula a observação e a perceber a distinção entre descrição e 'explicação' (P3); estimula a representação

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pictórica da observação; sugere que os parceiros do grupo comparem suas 'explicações' individuais, discutam e revejam, se necessário, a explicação individual (P3).

As práticas de ensino do curso envolveram a comunicação por diferentes linguagens, o que foi levado em conta no processo de coleta de dados. Consequentemente, foi considerada a utilização de diferentes ferramentas, tais como: participação oral e escrita dos cursistas, sua construção de mapas conceituais, sua proposta de vídeo-aulas em temas propostos e o blog metacognitivo.

As figuras a seguir ilustram alguns registros de atividades do curso: mapas conceituais, vídeo-aulas e textos desenvolvidos pelos professores-cursistas.

Figura 1: mapa conceitual do professor-cursista 1, inspirado nas atividades propostas relacionadas com calor e temperatura.

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Nas Figuras 1 e 2 são apresentados mapas conceituais de dois professorescursistas. Uma breve análise permite entrever a forma como a discussão orientada pelos professores ministrantes pode propiciar a metacognição. Os dois mapas, 1 e 2, apresentam algumas diferenças e através de perguntas ao cursista pudemos auxiliá-lo a tomar consciência a respeito da forma como organiza o conhecimento e a refletir sobre ela.

Figura 2: mapa conceitual do professor-cursista 2, inspirado nas atividades propostas relacionadas com calor e temperatura.

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- O mapa 1 permite discutir: energia mecânica está no mesmo 'nível hierárquico' de energia potencial ou cinética? Qual o significado do termo de ligação 'produz' entre 'energia' e 'calor'? a sensação térmica depende apenas da

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'individualidade'? em que sentido a 'energia resultante da movimentação de moléculas' é 'calor'?

No mapa 2, que contém um maior número de conceitos, a relação 'produz' está invertida em relação ao mapa 1, no que diz respeito à relação entre energia e calor. A diferença conceitual entre energia do sistema (átomos e moléculas), refletida na temperatura e energia transferida entre um sistema e outro, denominada calor, na Física, não é esclarecida: 'calor' produz 'energia térmica' que pode ser 'aquecimento' ou 'resfriamento'.

Figura 3: Blog metacognitivo e as postagens das vídeo-aulas.

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A Figura 3 ilustra um dos conteúdos do blog metacognitivo individual, uma vídeo-aula elaborada em grupo a partir de uma atividade experimental proposta. A análise das vídeo-aulas está em processo de análise.

As Figuras 4 e 5 ilustram parcialmente textos escritos pelos cursistas no tema metacognição. Pode-se perceber, em uma leitura rápida, que não há precisão na própria definição de metacognição. Talvez isso seja uma consequência do fato de que o objetivo do curso foi praticar atividades metacognitivas, e não discutir a teoria da metacognição. A análise comparativa dos textos dos diferentes professorescursistas está em andamento e poderá levar a uma revisão da proposta para novas edições do curso.

Figura 4: blog metacognitivo de um professor cursista e o seu registro sobre metacognição.

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Figura 5: blog metacognitivo com mapa conceitual sobre as atividades de calor e comentarios sobre metacognição

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## Considerações finais.

Em estudo recente, Damiani e colaboradoras (2006) efetuaram um estudo de avaliação de uma experiência pedagógica, realizada em curso de formação de professores, em que foram utilizadas atividades metacognitivas. Os estudantes registravam em um 'caderninho' como achavam que aprendiam, e escreviam suas reflexões sobre os seus próprios processos de aprendizagem. Os autores criaram algumas categorias para análise dos registros escritos, que permitiram que os dados fossem organizados em uma tabela, inclusive de forma a gerar informações quantitativas.

Os dados qualitativos coletados a partir do curso descrito neste trabalho estão em processo de análise, para a criação de categorias que os organizem. Pretendemos apresentar os resultados da categorização. Esta poderá transformarse em instrumento de análise útil na organização de uma nova edição do curso ofertado. No entanto, podemos criar um conjunto de categorias que surgiu através dos dados coletados, que no momento ainda estamos quantificando.

## Referências

ALARCÃO, Isabel. Professor - investigador: Que sentido? Que formação? In B. P. Campos (Org.). Formação profissional de professores no ensino superior Vol. 1, Porto: Porto Editora, 2001. P. 21-31.

BEILLEROT, J. A 'pesquisa': esboço de uma análise. In ANDRÉ, M. (Ed.), O papel da pesquisa na formação e na prática dos professores. Campinas: Papirus, 2001. P. 71-90.

BRANSDSFORD, J. D.; BROWN, Ann L.; COCKING, R. R. (Org.). Como as pessoas aprendem: cérebro, mente, experiência e escola. Tradução: Carlos David Szlak. São Paulo: Senac, 2007.

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CHAHON, Marcelo. Metacognição e resolução de problemas aritméticos verbais: teoria e implicações pedagógicas. Revista do Departamento de Psicologia da UFF 18, 2, 2006

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DAMIANI, M. F., GIL, R. L. e PROTÁSIO, M. R. A metacognição como auxiliar no processo de formação de professoras: Uma experiência pedagógica. UNIrevista, v. 1, n. 2, p.1-14, 2006.

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JOU, Graciela Inchausti de; SPERB, Tania Mara. 2006. A metacognição como estratégia reguladora da aprendizagem. Psicologia: Reflexão Crítica, v. 19, n. 2, pp. 177-185, 2006

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