APRENDIZAGEM ATIVA COMO AÇÃO AFIRMATIVA NO COMBATE À RETENÇÃO ESCOLAR

## APRENDIZAGEM ATIVA COMO AÇÃO AFIRMATIVA NO COMBATE À RETENÇÃO ESCOLAR

## Monique França e Silva 1 , Ricardo Kagimura 2

1 Universidade Federal de Uberlândia- Instituto de Física, franca\_monique@outlook.com 2 Universidade Federal de Uberlândia- Instituto de Física, kagimura@ufu.br

## Resumo

O presente trabalho tem o intuito de investigar o desempenho de alunos na disciplina de Física I (Mecânica Newtoniana) de diversos cursos da área de Ciências Exatas e Tecnologia da Universidade Federal de Uberlândia submetidos a duas metodologias distintas: tradicional e ativa. As notas finais dos alunos na disciplina e as notas de cortes de ingresso no curso foram utilizadas em uma análise estatística para investigar se existe uma correlação entre desempenho, modalidades de ingresso (cotas) e metodologias de ensino empregadas. Além disso, foram escolhidos 2 cursos para a aplicação de um teste padronizado, teste FCI, para analisar e investigar o desempenho conceitual dos alunos em função das modalidades de ingresso e das metodologias de ensino. Nossos resultados indicam que i) há um hiato inicial entre os alunos cotistas e não-cotistas; ii) há uma diferença no desempenho acadêmico desses 2 grupos quando metodologias tradicionais são utilizadas, que não é observada quando metodologias ativas são utilizadas.

Palavras-chave : Metodologia Ativa; Reprovação; ensino de física, Cotistas.

## Introdução

As elevadas taxas de retenção e evasão escolar nos cursos de graduação das Instituições de Ensino Superior (IES), dentre elas a Universidade Federal de Uberlândia (UFU), tem sido motivo de preocupação dos professores e gestores dessas instituições. Vários pesquisadores têm buscado compreender os motivos e as causas desse fenômeno nas IES (ATAÍDE, LIMA e ALVES, 2006; SILVA FILHO et al., 2007; DALLABONA E SCHIEFLER, 2011). Pesquisas realizadas na UFU (PORTILHO, BARBOSA et al., 2015) mostram que após as implantações dos programas governamentais, tais como a adoção do Plano de Reestruturação e Expansão das Universidades Federais (Reuni), a implementação do Sistema de Seleção Unificada (SISU) e a Lei número 12.711/2012, conhecida como 'lei das cotas sociais', houve um aumento nos índices de retenção e evasão escolar da UFU. Segundo Portilho et al (2015), o total de alunos evadidos da UFU entre 2006 e 2010 (período anterior ao SISU) foi de 6.056, e nos anos seguintes, 2011 a 2014, (período pós SISU) o total de alunos evadidos aumentou para 9.032. Além disso, os cursos das áreas de Ciências Biológicas, Ciências Exatas, Matemática e Engenharias apresentaram os maiores índices de evasão. A evasão e retenção nestas áreas ocorrem principalmente nos dois primeiros anos de curso. No caso das

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Ciências Exatas e Tecnologia, as disciplinas do ciclo básico (Matemática, Computação, Física e outras) apresentam elevados índices de reprovações.

Neste trabalho investigou-se o processo de ensino-aprendizagem e de promoção ou retenção dos alunos, sendo eles cotistas ou não, na disciplina de Física I (Mecânica Newtoniana) submetidos a diferentes metodologias de ensino (tradicional e ativa). Com base nos números de alunos aprovados e reprovados, correspondentes a cada modalidade de ingresso na UFU, realizou-se um estudo estatístico, por meio do teste de qui quadrado, com o intuito de verificar se existe uma diferença estatisticamente significativa no desempenho dos alunos em função da modalidade de ingresso e da metodologia de ensino. O teste padronizado Force Concept Inventory (FCI) também foi utilizado para complementar nossas análises. Esse teste é composto por 30 questões de múltipla escolha e foi desenvolvido por Hestenes, Wells e Swackhammer, com o intuito de averiguar e avaliar o desenvolvimento conceitual dos estudantes em mecânica newtoniana (cinemática e dinâmica) (Hestenes, Wells, Swackhammer et al.1992). Nossos resultados indicam que i) há um hiato inicial entre os alunos cotistas e não-cotistas; ii) há uma diferença no desempenho acadêmico desses 2 grupos quando metodologias tradicionais são utilizadas, que não é observada quando metodologias ativas são utilizadas. Dessa forma, esses resultados indicam a potencialidade das metodologias ativas como ação afirmativa no combate à retenção escolar.

## Referencial Teórico

## I. Ensino de Física: Metodologias Pedagógicas, Retenção e Evasão

A disciplina Física I está presente em vários cursos de graduação da UFU e tem apresentado elevadas taxas de retenção, que nos motivou a investigar as dificuldades no processo de ensino - aprendizagem dos alunos nessa disciplina e os efeitos das metodologias adotadas nesse processo. As reprovações em Física básica, segundo Barroso e Falcão (2004), se encontram nos primeiros períodos da graduação, e consequentemente também leva a um maior número de evasão. São várias as causas da reprovação e evasão, dentre elas, o processo de ensinoaprendizagem, que envolve o professor, o aluno e a metodologia pedagógica. De acordo com Souza (2008), a reprovação na disciplina pode ser consequência do ingresso de estudantes que não têm estratégias de estudo e não tem compreensão dos conteúdos. Também as estratégicas pedagógicas adotadas pelo professor que não auxiliam os alunos a superarem as suas dificuldades, por exemplo, as suas concepções alternativas referentes aos conceitos da Física Newtoniana, que podem proporcionar a ausência e a deficiência de conteúdos importantes para a formação do aluno. A Comissão Especial de Estudos sobre a Evasão Escolar nas Universidades Públicas Brasileiras (1996) relata que a deficiência de conteúdos do ensino médio dos alunos pode levar a sucessivas reprovações e, muitas vezes, ao abandono do curso.

De acordo com Halloun e Hestenes (1985), os estudantes quando entram na graduação, principalmente nas Engenharias e Ciências Exatas, possuem um sistema de crenças e intuições sobre fenômenos físicos derivados de sua extensa experiência pessoal, ou seja, concepções alternativas. Estas concepções alternativas são obstáculos no processo de ensino-aprendizagem de Física, que segundo Silva et al (2017) são difíceis de serem superadas após o ensino tradicional de Física. Em geral, nesse método os alunos 'memorizam definições, enunciados de

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leis, sínteses e resumos que lhe são oferecidos no processo de educação formal a partir de um esquema atomístico' ; e ao professor se atribui o papel de 'transmissor dos conhecimentos' (MIZUKAMI,1986. p.11). Dessa maneira, se as concepções alternativas não forem superadas, elas podem ser um fator relevante para a construção da deficiência de conteúdos, levando a uma reprovação do aluno.

Alguns autores (HAKE, 1998; HALLOUN e HESTENES,1985; SILVA et al, 2017) afirmam que as metodologias ativas, em que os alunos possuem a autonomia e participam ativamente na construção de seus conhecimentos conseguem superar as barreiras das concepções alternativas. Além disso, muitas pesquisas (MAZUR, 1996; MCDERMOTT, 2002), tem mostrado que metodologias ativas colaboram para uma maior aprovação nas disciplinas. Dentre as metodologias ativas, usadas nesse estudo, estão o Peer Instruction (Instrução pelos Pares), Just-in-time teaching (ensino sob medida) e resolução de problemas contextualizados de forma colaborativa.

A política de cotas no ensino superior também tem atraído a atenção da comunidade acadêmica e tem sido um tema controverso. Por exemplo, um estudo recente (SILVA, MATTEDI, CÔCO, 2012) realizado no curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Espírito Santo, mostrou que há uma relação entre o desempenho acadêmico e a modalidade de ingresso pelo sistema de cotas. Os autores observaram um melhor desempenho dos alunos não-cotistas nos quesitos aprovações e notas nas disciplinas. Outro estudo, (DALLABONA E SCHIEFLER, 2011), realizado na Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus Curitiba, mostrou que a nota média dos alunos oriundos de escola pública eram ligeiramente menores (cerca de 3% em vários cursos de engenharia) que os da modalidade da ampla concorrência, porém no curso de engenharia de controle e automação a diferença chegava a 10%. Por outro lado, em vários cursos de tecnologia havia uma inversão, com notas maiores para os alunos cotistas. Ademais, segundo Santos et al. (2013), nos cursos de alto prestígio da Universidade Federal da Bahia, o desempenho escolar é menor para negros e alunos advindos de escolas públicas.

Para comparar os efeitos das diferentes metodologias empregadas sobre o desempenho dos alunos cotistas e não-cotistas foram utilizadas as notas finais, as notas de corte para o ingresso na universidade, a modalidade de ingresso e as notas do teste padronizado FCI.

## Metodologia da Pesquisa

Para realizar esse estudo consideramos 9 cursos de Graduação de ampla demanda e 6 de média demanda de ingresso na Universidade Federal de Uberlândia da área de Ciências Exatas. A classificação dos cursos se baseou nas notas de corte no processo SISU/ENEM/UFU (Sistema de Seleção Unificada da Universidade Federal de Uberlândia) do primeiro semestre de 2015 dos alunos da ampla concorrência. Para essa modalidade a nota de corte (NC) mais alta foi a do curso de Medicina (NC=768,97), seguida da Engenharia Aeronáutica (NC=764,760). Assim, consideramos os cursos com NC maior que 700 de alta demanda, os de média demanda para NC entre 600 e 700 e os de baixa demanda para NC menor que 600. Em nossa análise consideramos somente os alunos novatos (nãorepetentes) na disciplina de Física I que pertenciam a um dos 14 cursos investigados e que ingressaram no primeiro semestre dos anos de 2015 ou 2016 via SISU/ENEM.

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Para cada um desses alunos consideramos sua nota final na disciplina, sua modalidade de ingresso (por cota ou pela ampla concorrência) e a metodologia de ensino adotada por seu professor. A maior parte dos alunos foram submetidos às metodologias tradicionais, exceto um curso de média demanda, onde utilizou-se metodologias ativas.

A Tabela 01 apresenta o número total de alunos, de cotistas ou da ampla concorrência, de reprovados e de aprovados. Também mostra os valores obtidos através do teste de hipóteses qui quadrado ( X² ) para os dados mostrados em cada linha. No nosso estudo, se o valor de qui quadrado for menor (maior) que 3,841, onde o nível de significância utilizado foi de 0,05, os resultados são estatisticamente significativos e indicam que a performance dos dois grupos (cotistas e ampla concorrência) é semelhante (distinta), ou seja, a porcentagem de alunos aprovados independe (depende) da modalidade de ingresso. Também analisamos a média das notas finais dos alunos cotistas e da ampla concorrência para cada turma. Apesar das avaliações terem sido diferentes, pode-se medir a diferença no desempenho desses 2 grupos em uma dada turma e verificar se existe uma tendência entre os vários cursos investigados.

Para uma análise complementar dos efeitos das metodologias no processo de ensino-aprendizagem, 2 cursos foram escolhidos para serem investigados por meio do teste FCI. O curso A refere-se ao um curso de alta concorrência e submetido a uma metodologia tradicional, enquanto o curso B é de média concorrência e foi submetido a metodologias ativas. O teste FCI foi aplicado duas vezes, sendo uma realizada no início do semestre (pré-teste) e a outra no final do semestre (pós-teste). No curso A, 66 alunos realizaram o pré-teste e 52 ambos os testes. Já no curso B, 26 alunos realizaram o pré-teste e 26 ambos. Os resultados obtidos nestes dois testes foram utilizados para calcular e verificar o desempenho dos alunos (ganho médio) em função da modalidade de ingresso e da metodologia de ensino.

## Resultados e Discussão

## I. Desempenho acadêmico x Metodologias de ensino

Inicialmente, analisamos a nota de corte para o ingresso na universidade dos alunos cotistas e da ampla concorrência, com o intuito de verificar se existe um possível hiato entre esses dois grupos. Para os alunos cotistas fez-se uma média ponderada para as diferentes modalidades de cotas considerando-se o número de vagas para cada modalidade. Nessa análise, consideramos a nota de corte da primeira chamada da lista de espera, isso permite uma melhor padronização da análise. Nesse contexto, verificou-se que há uma diferença significativa, em prol da ampla concorrência, para todos os cursos investigados. A diferença obtida ficou entre 60 e 100 pontos (50 a 80 pontos) para os cursos de alta (média) demanda, indicando um hiato entre os 2 grupos, que pode influenciar no desempenho dos alunos na disciplina de Física I.

Para estudar o desempenho dos alunos, construímos a Tabela 01 que mostra os dados obtidos para alunos novatos (não-repetentes) na disciplina de Física I para 14 cursos investigados, que foram divididos em 3 categorias: MT-CAD (metodologia tradicional e curso de alta demanda - 9 cursos), MT-CMD (metodologia tradicional e curso de média demanda - 5 cursos) e MA-CMD (metodologia ativa e curso de

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média demanda - 1 curso). Em cada categoria, separou-se os alunos em cotistas (CT) e da ampla concorrência (AC). A Tabela 01 mostra o número de alunos aprovados e reprovados para cada categoria e o valor calculado para o qui quadrado ( X² ).

Tabela 01: Desempenho acadêmico dos alunos em função da metodologia de ensino, demanda no ingresso, modalidade de ingresso e o valor do qui quadrado ( X² ).

Os resultados mostrados na Tabela 01 para o grupo MT-CAD indicam que 89% e 64% dos alunos da AC e CT, respectivamente, conseguiram aprovação na disciplina. Esse resultado é estatisticamente significativo de acordo com o valor do X² (X²=24,5 > 3,841) e indica uma diferença na performance dos dois grupos. Para o grupo MT-CMD essa discrepância diminui, mas continua sendo estatisticamente significativa (X²=6,6 > 3,841), onde 60% dos alunos cotistas foram aprovados, enquanto esse número sobe para 75% para os da ampla concorrência. É interessante notar que o número de alunos matriculados da ampla concorrência na disciplina é cerca de 20% (48%) maior que o dos cotistas, indicando uma possível maior evasão ou retenção dos alunos cotistas para o grupo MT-CAD (MT-CMD). Já para o grupo MA-CMD o teste do qui quadrado (X²=0,4<3,841) indica que não há uma diferença estatisticamente significativa entre os dois grupos, apesar do número de aprovados ser ligeiramente favorável aos cotistas. Isso pode indicar um caminho em que as metodologias ativas possam ser utilizadas como ações afirmativas no âmbito da universidade para a redução da retenção escolar. Por fim, calculamos a nota final média dos alunos aprovados da ampla concorrência e a dos cotistas aprovados. Nossos resultados indicam que para a categoria MT-CAD (MT-CMD) a razão R entre a nota média dos alunos da ampla e cotistas ficou entre 1,04<R<1,18 (0,83<R<1,12 onde 3 dos 5 cursos tivemos R>1 , indicando novamente uma ) melhor performance em prol dos alunos da ampla concorrência. Por outro lado, para os alunos da categoria MA-CMD não há uma diferença entre as médias das notas finais, R=0,94 , indicando a mesma tendência observada no quesito aprovação/reprovação.

Para subsidiar um pouco mais esses resultados, fizemos uma análise utilizando o teste FCI. Nessa análise foram escolhidos 2 cursos, nomeados como curso A e curso B, onde o curso A é um curso do grupo MT-CAD, e o curso B é do grupo MA-CMD. O teste FCI foi aplicado em duas etapas, antes e após as aulas sobre os conteúdos do teste (cinemática e dinâmica). Os dados obtidos no pré-teste estão representados nos Histogramas 01 e 02 para os cursos A e B, respectivamente, onde a parte hachurada se refere aos resultados dos cotistas e a não hacurada aos da ampla concorrência.

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Histograma 01: Curso A Tradiciona l

Histograma 02: Curso B Metodologias Ativas

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No Histograma 01 mostramos o resultado de 66 alunos do curso A, onde 36 são da ampla concorrência e 30 são cotistas. Já no Histograma 02 mostramos o resultado de 26 alunos do curso B, que são divididos igualmente entre alunos da ampla concorrência e cotistas. Nossos resultados indicam que o hiato observado nas notas de corte de ingresso entre alunos cotistas e da ampla concorrência também é observado quando se analisa conhecimentos conceituais sobre conteúdos de mecânica. Em ambos os casos, o histograma dos alunos cotistas está deslocado para a esquerda e o da ampla concorrência para a direita, onde a diferença entre eles é maior para o curso A de ampla concorrência, seguindo a mesma tendência observada para a nota de corte, ou seja, a diferença nas notas de corte entre os dois grupos é maior para cursos de alta demanda que os da média demanda. Também observamos que o histograma geral para o curso A está mais à direita que para o curso B, indicando que os alunos do curso B apresentam maiores deficiências nesses conteúdos que os do curso A. Com a aplicação do pós-teste, o ganho foi calculado utilizando-se as notas do pré e do pós-teste, que basicamente indica a porcentagem de acertos sobre o número de questões incorretas do pré-teste. Para o curso A, os alunos da ampla concorrência tiveram um ganho médio de 25%, já os alunos cotistas tiveram um ganho médio de 22%, diferença pequena entre os 2 grupos. No curso B, os alunos cotistas tiveram o ganho médio de 35%, e os alunos da ampla concorrência de 33%, diferença também pequena entre os 2 grupos. De maneira geral, nota-se que o ganho médio dos alunos do curso B foram maiores do que o do curso A. Além disso, o ganho médio do curso B de 24% está em linha com os ganhos médios reportados na literatura de (22-35)% para o ensino tradicional, enquanto o ganho médio dos alunos do curso B de 34% para metodologias ativas estão de acordo com resultados de Barros et. al (2004) e Hake(1998). Assim, os resultados reportados levam-nos a pensar que as metodologias ativas podem ajudar na minimização daquele hiato, e promover a igualdade de ensino-aprendizagem entre os alunos, independente da modalidade de ingresso na universidade.

## Considerações Finais

De maneira geral, a metodologia pedagógica, adotada pelo professor, pode influenciar no processo de ensino aprendizagem na disciplina de Física I, e por consequência no processo de promoção ou retenção dos alunos, sendo eles cotistas ou não, nos cursos de alta ou média concorrência. Portanto, acreditamos que as metodologias ativas podem ser uma ferramenta para ajudar os alunos, principalmente os alunos cotistas a conseguirem enfrentar as suas dificuldades e as suas concepções alternativas, e consequentemente conseguirem a promoção no curso. Por fim, este trabalho mostra a importância dos docentes universitários

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reverem sua prática docente. Esperamos que esse trabalho venha contribuir na discussão sobre ações afirmativas que possam reduzir esse hiato observado no teste FCI e nas notas de corte de ingresso entre os dois grupos, onde a metodologia ativa pode ser um dos caminhos para isso.

## Referências

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