Um jogo para debater cosmologia em seu contexto social: experiências em um curso para professores de Física

## Um jogo para debater cosmologia em seu contexto social: experiências em um curso para professores de Física

## Marcus Vinicius Ribeiro , Caio César Zupa , Fernando Luiz de Lima Domingos 1 2 3 Alexandre Bagdonas 4 , Vitor Fabricio 5

- 1 Universidade Federal de Lavras - UFLA / Graduando em Física, marcus.ribeiro1@fisica.ufla.br
- 2 Universidade Federal de Lavras - UFLA / Graduando em Física, caio.zupa@fisica.ufla.br
- ³ Universidade Federal de Lavras - UFLA / Graduando em Física, fernandolima@fisica.ufla.br

4 Universidade Federal de Lavras - UFLA / Prof. Departamento de Ciências Exatas,

alebagdonas@gmail.com

GLYPH<31> E.E. Dona Ana Rosa de Araújo, vitor.fisica@gmail.com

## Resumo

Cosmologia é um dos temas da física mais fascinantes, mas ao mesmo tempo é um dos mais desafiadores do ponto de vista matemático e conceitual. Daí a importância da busca de estratégias inovadoras e eficazes para abordar esse tema na educação básica. Neste trabalho relatamos e analisamos a adaptação de um jogo didático para ensinar cosmologia com base na história e filosofia da ciência, que foi inicialmente desenvolvido para alunos de ensino médio, para ser utilizado em um minicurso extracurricular para alunos do PIBID de uma Licenciatura em Física. A experiência foi analisada em conjunto por professores e alunos que participaram do minicurso, com base em discussões ocorridas durante os cursos que foram sistematizadas na forma de redações de autoavaliação dos alunos. Concluímos com propostas para a melhoria do jogo didático, além de termos identificado desafios envolvendo tensões entre visões de ensino mais tradicionais e abordagens inovadoras que alteram bastante a cultura escolar.

Palavras-chave : cosmologia, jogos didáticos, história da ciência, atividades investigativas

## Introdução

Durantes as últimas décadas pesquisadores do ensino de ciências têm dirigido diversas críticas ao chamado 'ensino tradicional'. Atividades com objetivos educacionais puramente conceituais, envolvendo cálculos e experimentos didáticos somente para verificar teorias têm sido apontadas como problemáticas, não só por se distanciarem dos interesses e da cultura cotidiana dos alunos, mas também por promoverem visões ingênuas sobre a chamada 'natureza da ciência' (Borges 2002).

Uma das formas mais comuns para se promover visões mais ricas sobre as ciências tem sido a proposta de atividades investigativas, que ao invés de somente verificar teorias buscam ampliar a participação e o raciocínio crítico dos estudantes, debatendo sobre interpretações diferentes dos dados experimentais (Araújo e Abib 2003). Outra possibilidade interessante e muito pesquisada tem sido o estudo de casos históricos, incluindo não só a apresentação das teorias como produtos prontos, mas também elementos de seu processo de criação, discussão e validação. Tanto autores brasileiros como internacionais tem proposto uma série de episódios históricos que permitem ensinar física a partir de sua história, promovendo discussões sobre a chamada 'natureza da ciência' (Martins 2007, Höttecke e Silva 2011, Matthews 2014, Forato et. al. 2014, Bagdonas et al. 2014).

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Muitas destas pesquisas apontam obstáculos encontrados quando se busca ensinar com base na história e filosofia da ciência ou outras estratégias de ensino inovadoras. Algumas destes são as tensões entre a cultura do ensino de física tradicional, que evita a negociação dos conteúdos, normalmente considerados com uma coleção de fatos prontos, e a cultura necessária para um ensino diferenciado. Isso envolve, entre outros aspectos, reconhecer a física como construção humana, influenciada por seu contexto sócio-histórico, reconhecer a história e filosofia da ciência como parte integrantes do ensino, e não como meros ornamentos para enfeitar o início das aulas, desenvolver habilidades e competências diferenciadas, como debater, argumentar, trabalhar em equipe, contar histórias, escrever roteiros e orientar alunos em representações teatrais, atividades experimentais e investigativas com enfoque histórico, e outras estratégias além da simples leitura e discussão de textos.

Neste trabalho, apresentamos reflexões iniciais sobre uma experiência didática para ensinar cosmologia com enfoque histórico-filosófico, que envolveu a adaptação de uma pesquisa anterior, desenvolvida para alunos do Ensino Médio, para o contexto de formação inicial de professores de física.

## Um jogo didático para ensinar cosmologia no Ensino Médio

Entre maio de 2012 e junho de 2013, professores de Física de escolas estaduais de São Paulo e estudantes de pós-graduação do Programa Interunidades em Ensino de Ciências da Universidade de São Paulo, em sua maioria membros do grupo de pesquisa TeHCo 1 , desenvolveram uma sequência didática sobre cosmologia. Essa sequência foi utilizada em versões piloto dentro do próprio grupo, em ambientes informais de ensino, e com alunos do ensino médio. A versão mais completa da sequência foi investigada na Escola Estadual Ana Rosa de Araújo, em São Paulo, entre abril e junho de 2013.

Esta sequência didática é estruturada a partir de um jogo didático chamado Cosmic, que resumidamente consiste em uma dinâmica de investigação de episódios da história da ciência no período de 1914 a 1939, seguida por debates em que os estudantes atuam como membros de uma instituição de fomento, formulando argumentos sobre quais países e/ ou cientistas merecem receber auxílio financeito em cada rodada. Esta dinâmica do jogo é intercalada por aulas ministradas pelo professor sobre conceitos de cosmologia. A investigação é feita com base na leitura de fichas, criadas pelos pesquisadores do TeHCo, que contém informações sobre a ciência, cultura, política e outros aspectos interessantes do período.

A tabela abaixo resume as atividades planejadas no Jogo COSMIC. Ele é composto por 3 fases, que simulam o passar dos anos de 1914 a 1939, e cada fase tem três etapas: a investigação, a organização das informações pesquisadas e aplicação desses conhecimentos durante um debate sobre qual cientista deve receber financiamento.

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- 1. Inicialmente uma aula de investigação, em que os alunos pesquisam sobre história política e história da ciência, decidindo em que país quer investir recursos. Essa parte corresponde à problematização inicial . 2
- 2. Uma ou mais aulas de sistematização, em que o professor seleciona e apresenta os principais eventos históricos e científicos do período. Trata-se da organização do conhecimento.
- 3. Uma aula de argumentação e avaliação, em que a sala coletivamente decide qual cientista deve receber o prêmio da rodada. Esta seria a aplicação do conhecimento.

Inicialmente estas 3 etapas não foram criadas pensando nos 3 momentos pedagógicos (Delizoicov 1991), mas, como discutiremos adiante, ao longo da pesquisa nos convencemos que seria interessante fazer essa articulação no futuro.

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Figura 01: Resumo das atividades do jogo COSMIC

Em 2015, foi concluída uma análise mais detalhada da sequência, apresentada em conferências (Bagdonas et al. 2015) e uma tese de doutorado (Bagdonas 2015). Além de uma pesquisa sobre a evolução das concepções sobre a natureza da ciência dos estudantes, a tese incluiu uma avaliação crítica da sequência didática realizada professor da Escola Estadual Ana Rosa de Araújo, que além de ter ajudado a desenvolver a sequência, a utilizou com seus alunos durante um bimestre . Em síntese, os principais aspectos positivos que resultaram desta 3 análise foram:

- · A maioria dos alunos se envolveu com as atividades e atuou com responsabilidade e engajamento. Certos alunos que já estavam anteriormente desmotivados com a escola continuaram desmotivados, justificando que o

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jogo exigia 'pensar demais', ou que dava muito trabalho participar das aulas. Contudo não consideramos este tipo de postura uma falha da sequência didática, mas sim uma limitação do sistema educacional como um todo.

- · A qualidade estética do material produzida foi elogiada pelos alunos.
- · Os alunos melhoraram muito sua habilidade de argumentação, discutindo e discordando.
- · Os alunos perceberam que a ciência é uma construção humana.
- · Os alunos fortaleceram sua relação com o professor
- · O grupo de pesquisa se beneficiou pelo contato mais próximo com a sala de aula, percebendo, por exemplo, da complexidade envolvida em avaliar concepções de natureza da ciência na prática

Por outro lado, as principais falhas detectadas foram:

- · A ideia se ensinar cosmologia é ousada e original, mas complicada. É preciso pensar em simplificações para novas aplicações em outros contextos, em que não há tantos recursos ou tempo disponível para sua aplicação.
- · Faltou uma continuidade da atuação do grupo de pesquisa na escola.
- · Não ficamos satisfeitos com os critérios criados para avaliar os argumentos utilizados pelos alunos durante o jogo.
- · A escolha de um grupo de jurados dente os alunos é muito complicada, pois estes devem estar especialmente bem preparados para atuar de forma justa.
- · A relação entre a participação dos alunos e suas notas gerou desmotivação de bons alunos, que se engajaram, mas tiveram notas piores que outros colegas que venceram o jogo.
- · É preciso criar estratégias para convencer os alunos de que a avaliação deve ser vista mais como auxílio ao aprendizado coletivo do que forma de prêmio ou punição aos alunos.
- · É discutível se o jogo didático criado durante a sequência será percebido pelos alunos como uma sequência de aulas e debates ou como realmente um jogo. O lado lúdico do jogo pode ser aperfeiçoado.
- · Outra possibilidade é discutir com os alunos exemplos de jogos, do tipo role play, em que não há ganhadores ou perdedores, mas se valoriza o próprio processo de criação e desenvolvimento de personagens ao longo do jogo.
- · A sequência é muito longa e as vezes cansativa. Seria bom dar mais liberdade para o professor intercalar aulas em que use outras estratégias didáticas variadas.
- · Os alunos se engajaram mais argumentando sobre a escolha do país, com argumentos mais relacionados ao contexto sócio-histórico, do que na quando deveriam votar em cientistas, quando os argumentos deveriam ser mais relacionados ao conteúdo de física e cosmologia.

Após esta aplicação, novas investigações sobre o jogo foram realizadas, de modo mais informal, com bacharéis em física graduados, e também durante o XXI SNEF, através de um minicurso, em que além de apresentar e debater o jogo de

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cosmologia, pensamos juntos sobre como adaptar este jogo para o ensino de outros episódios históricos.

## Relato da aplicação do jogo COSMIC com licenciandos em Física da UFLA

Finalmente, entre maio e junho de 2016, um novo minicurso baseado nessa sequência didática foi ministrado para licenciandos em Física da Universidade Federal de Lavras que faziam parte do PIBID. Alguns dos problemas encontrados durante a aplicação no Ana Rosa, como o corpo de jurados composto por alunos e a subjetividade das notas, foram contornados. Como se tratava de uma atividade não formal de ensino, os bolsistas do PIBID não foram avaliados com notas. Os professores universitários, coordenadores de área do PIBID, atuaram como jurados durante o jogo. Contudo, novas dificuldades surgiram, o que foi investigatigado com base em notas feitas pelos participantes durante as aulas, e pela análise das autoavaliações realizada por todos os bolsistas ao final do curso.

Outra mudança feita na adaptação do jogo COSMIC para o PIBID foi que ao invés de serem sorteadas certas fichas, algo que inicialmente foi pensado mais pelo caráter lúdico, foi disponibilizado para os bolsistas um arquivo digital contendo todas as fichas de cada período. Isso foi pensado porque alunos do ensino superior tem maior maturidade e capacidade de leitura, assim poderíamos eliminar o efeito de sorte envolvido em receber só partes das informações, mudando o jogo para uma nova versão que estimula a capacidade de leitura, interpretação, síntese e emprego adequado de informações.

Praticamente todos os bolsistas gostaram do jogo e viram o mesmo como promissor. Mas também foi consenso que ele é muito complicado e precisa de simplificações e adaptações para ser mais plausível de ser utilizado por professores do ensino médio que não tenham participado da elaboração do jogo.

'A proposta do jogo é bem interessante, e na transmissão de um conteúdo é mais interessante ainda, porque um jogo nunca se esquece.''

Outros ponto interessante destacados foram a possibilidade de interação entre a Física e as ciências humanas, principalmente em possíveis parecerias com os professores de História e Geografia:

'Interdisciplinar: ponto muito legal, pois o jogo não aborda somente a Física tem em seu conteúdo a história também, e algumas vezes outras disciplinas. Neste ponto acho que seria legal tentar relacionar o jogo com as aulas de história.

'Esse curso de cosmologia introduziu uma boa base histórica e teórica de todos os estudos e eventos realizados no estudo da física na historia.'

Também foi valorizada a questão da cooperação no jogo, que se tornou menos competitivo quando comparado com a versão anterior do jogo, empregada pela primeira vez na E.E. Ana Rosa. Como na nova versão que jogamos com os bolsistas do PIBIB foram abolidos os pontos necessários para dar notas aos participantes, houve menos tensões envolvendo a vontade de vencer o jogo:

'Cooperação: é um jogo onde não tem vencedor, os alunos através de uma discussão (troca de informação) realizadas em pequenos grupos e depois com todo a sala chegando assim a algumas conclusões . Acho que neste ponto deveria ser ressaltado a ideia de trocar informações e não uma discussão e defesa de argumentos.'

Por outro lado, vários alunos reclamaram da falta de objetivo do jogo, sentiram-se confusos e demoraram muito tempo pra entender o funcionamento do mesmo

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'ficamos perdidos por pelo menos uns 3 encontros até entender mesmo como funcionava o jogo e como devia ser feito''

'Acho que por estar um pouco perdida em relação ao jogo e qual seria seu objetivo, fui perdendo o interesse e acabei levando o curso de maneira irresponsável''

'[Senti] falta de informações teóricas e técnicas, para os alunos estarem por dentro das teorias, cálculos e nomenclaturas, que acredito que se resolveriam com alguns minutos de aula tradicional.''

Como sugestão para melhoria do jogo, alguns opinaram que seria importante que se disponibilize um roteiro mais detalhado com as regras, ou confecção de um vídeo dos aluno jogando para ser usado como exemplo. Isto suscitou um debate entre os bolsistas, pois alguns consideraram que o melhor jeito de aprender um jogo complicado é jogando, cabendo apenas a quem coordena o jogo um conhecimento mais rigoroso de suas regras.

Por um lado concordamos com a proposta e críticas e vamos buscar tornar mais claros os objetivos educacionais do jogo e elaborar um roteiro simples com a relação entre as fases do jogo e os três momentos pedagógicos (Delizoicov, 1991), que não foram inicialmente empregados na confecção do jogo COSMIC, mas que se mostraram bastante adequados para discuti-lo no contexto da formação de professores.

Outro motivo que nos leva a pensar que seria interessante aprofundar as explicações durante o jogo de como a sua estrutura pode se articular com os três momentos pedagógicos, se fez evidente quanto notamos que muitos dos bolsistas eram alunos do primeiro semestre do curso e tinham acabado de deixar o ensino médio. Por isso, ainda não tinham contato com disciplinas de ensino de física e, portanto, tinham pouca experiência problematizando o ensino tradicional.

Foi nítido que os alunos mais experientes no curso, que já tinham contato com abordagens inovadoras de ensino, tiveram menos resistência a aulas diferentes, sem muitos momentos de aula expositiva e mais espaço para pesquisas e debates. Um destes alunos, com vários anos de experiência com atividades investigativas no PIBID, destacou que um ponto positivo do jogo é o que chamou de seu caráter exploratório:

'Exploratório: ponto bem legal também, onde o aluno deve ir em busca da informação, pesquisando, lendo para que assim possa saber construir argumentos. '

Ficou clara a necessidade das fichas presentes no jogo original, o aparato físico provavelmente aumentaria o interesse pelo jogo, pois se tinham dificuldade de pesquisar nos arquivos digitais fornecidos, por estes não apresentarem dados como o país e o ano em cada ficha. Outra situação interessante observada que ao contrário do ocorrido quando o jogo foi aplicado no ensino médio - os alunos pesquisaram mais que os professores esperavam - no minicurso com os alunos da licenciatura em física muitos pesquisaram quase nada além das fichas. Com isso aqueles poucos alunos que pesquisaram além das fichas ficaram em clara vantagem, pois os mesmos tinham uma visão mais ampla do contexto históricocientífico, o que lhes permitia fazer suas escolhas com mais clareza e antecipando os desenvolvimentos que ocorreriam nas aulas seguintes. Por exemplo, eles podiam escolher um certo país para receber investimento porque em seu estudo notaram que na fase seguinte poderiam escolher um cientista desta nacionalidade que iria ter uma contribuição relevante para a cosmologia no 'futuro'.

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## Um breve comparativo entre as avaliações

As aplicações do jogo ocorreram para públicos distintos, de diferentes contextos e graus de escolaridade, quando isolamos como unidade de análise apenas a avaliação feita pelo professor universitário e por alguns licenciandos, que realizaram pesquisa sobre a própria prática na condição de membros participantes da experiência didática que serão também futuros professores, fizeram muitos pontos em comum merecem ser ressaltados.

Em primeiro lugar, uma variável externa à qualidade do jogo, mas de fundamental relevância para um aprofundamento conceitual é o engajamento dos alunos. De maneira evidente os grupos que se engajaram no trabalho, realizando pesquisas extras obtiveram maior êxito nas atividades. Aqueles que fizeram com a finalidade de nota ou pela obrigação programática mantiveram-se burocráticos ou mesmo apáticos. Esta constatação é subjetiva, mas pode guardar relações com outras ,que ambas as avaliações apontaram tal como a complexidade do jogo e a falta de um objetivo claro. Ambos os pontos denotam de maneira negativa partes importantes do jogo tal como a sua finalidade (o que interfere de algum modo no engajamento), mas sobretudo na clareza do seu desenvolvimento.

## Considerações finais

Ainda há muito o que se fazer, como trabalhar a mudança de postura dos alunos em relação ao conhecimento, conceitos como: 'transmissão do conhecimento', mostram a forte influência que o ensino tradicional tem sobre os alunos e futuros professores e um dos objetivos do jogo ao mostrar o desenvolvimento da cosmologia ao longo dos anos é deixar claro que a ciência é uma construção, assim como a ciência o conhecimento deveria ser construído pelos professores e alunos - e não 'transmitido' do professor para os alunos. Mesmo com alguns alunos percebendo as características construtivistas do jogo elas precisam ser deixadas mais claras, pois esse construtivismo ocorreu mais intragrupos que entre os grupos. Uma mudança da visão do jogo - de um jogo onde se deva derrotar o outro grupo, para a de um jogo onde os grupos se auxiliem - também será muito significativa para o ensino e aprendizado.

Há uma necessidade das fichas enquanto caracterização do jogo, mas também deve haver aquele que talvez seja o motivador central de um jogo: o objetivo final. Uma das saídas apontadas nas avaliações é a de alterar a lógica de competição do jogo, para uma dinâmica de cooperação. Embora as vantagens políticas de um jogo cooperativo sejam muito mais igualitárias (VASCONCELOS, 2011), expandir as condições lúdicas e sua finalidade também deve ser uma frente de ação.

Assim iremos trabalhar nos problemas encontrados e sugestões feitas para desenvolvermos uma nova versão do jogo COSMIC, agora como jogo digital, que será utilizada no ensino médio como minicurso - visando sua possível integração ao plano de aulas por qualquer professor que deseje trabalhar os conteúdos de cosmologia a partir de uma metodologia embasada na historia e filosofia de ciência.

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## Referências

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