MAPAS CONCEITUAIS COMO FERRAMENTA DIDÁTICO-PADAGÓGICA PARA O ENSINO DE FÍSICA

## MAPAS CONCEITUAIS COMO FERRAMENTA DIDÁTICOPEDAGÓGICA PARA O ENSINO DE FÍSICA

## José Isnaldo de Lima Barbosa 1

1 IFAL/Instituto Federal de Alagoas/Campus Satuba, joseisnaldo@gmail.com

## Resumo

O processe ensino-aprendizagem de Física sempre foi motivo de preocupação, tanto para os professores envolvidos, quanto para os estudantes, logo é importante a adoção de novos procedimentos metodológicos, com a inclusão de novas maneiras de apresentar o conteúdo a ser ensinado nesta disciplina. Portanto, esse trabalho tem o objetivo de discutir a possibilidade de utilização dos mapas conceituais no ensino de Física, para tanto, nesta investigação em particular, os dados foram obtidos com o advento de uma revisão de um tema da disciplina Física do Ensino Médio, no entanto, essa ferramenta pode ser utilizada em outras atividades no ambiente da sala de aula. Os procedimentos metodológicos envolveram a aplicação da proposta na sala de aula, onde foi apresentada aos alunos a estrutura de um mapa conceitual, a utilidade da lista de conceitos, e por fim a elaboração na prática de um mapa conceitual sobre o tópico de Física. Trata-se de uma pesquisa exploratória, e os resultados indicam que os mapas conceituais, podem ser um instrumento valioso para promover a revisão de conteúdos de Física, pois através deles, podem-se relembrar os conceitos estudados anteriormente, assim como, fazer as devidas correlações entre eles, proporcionando desse modo à assimilação do conteúdo de forma significativa.

Palavras-chave : Ensino de Física, Propagação do Calor, Mapa Conceitual.

## Introdução

O processo ensino-aprendizagem de Física na educação básica sempre foi motivo de preocupação, tanto para os professores que encaram o desafio cotidiano de organizar e apresentar os conhecimentos inerentes a esta ciência de forma atrativa e contextualizada, como para os discentes que veem essa disciplina como algo muito difícil e fora da sua realidade.

Nesse contexto, Alves & Atachak (2005), Bonadiman & Nonenmacher (2007), destacam que o modelo tradicional de exposição de conteúdos, adotado pela maioria dos docentes de Física, nem sempre é capaz de construir uma imagem mais assertiva da Física estudada na Educação Básica, gerando dessa forma em muitos estudantes o desinteresse pelo trabalho desenvolvido por aquele professor que atua com essa disciplina.

Ainda nesse sentido, verifica-se que esse modelo tradicional pode contribuir para se produzir uma aprendizagem mecânica, e, portanto, sem a devida assimilação por parte dos estudantes. Quando, ao contrário, tal aprendizagem poderia ser significativa, ou seja, 'com compreensão, com significado, com possibilidade de transferência, com capacidade explicativa, com maior retenção' (MASINI & MOREIRA, 2008, p.25).

Nesta perspectiva, a adoção de novos procedimentos metodológicos, com a inclusão de novas maneiras de apresentar o conteúdo a ser ensinado, assim como,

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

a introdução de ferramentas tecnológicas, pode auxiliar o professor nessa busca para estimular os estudantes a terem mais interesse pela matéria em questão, e em decorrência possam construir um conhecimento com mais significados para sua vida, e consequentemente seja capaz de envolver estes discentes na promoção de uma cultura científica.

Para tanto, o mapa conceitual se apresenta como uma importante ferramenta que pode amparar o professor de Física nesse processo, pois com este instrumento é possível organizar e ordenar os assuntos ou os conceitos a serem estudados de forma sequencial, visto que, em consonância com Ontoria (2005), tal procedimento está calçado num dos princípios fundamentais, aos quais, a aprendizagem significativa está subordinada, ou seja, 'implica a disposição sucessiva dos tópicos ou unidades a serem abordados, visando à simplificação do processo de compreensão e apropriação dos conteúdos' (SOUZA & BORUCHOVITCH, 2010, p. 198).

Portanto, esse trabalho tem o objetivo de discutir a possibilidade de utilização dos mapas conceituais no ensino de Física, para tanto, nesta investigação em particular, os dados foram obtidos com o advento de uma revisão de um tema da disciplina Física do Ensino Médio. No entanto, essa aplicação pode ser mais abrangente, envolvendo além das revisões de conteúdos, a introdução e apresentação destes, e também pode ser uma ferramenta adequada ao processo de avaliação conduzido pelo professor.

Neste sentido, para complementar essa atividade, qual seja, utilizar os mapas conceituais como ferramenta didático-pedagógica dentro da sala de aula da disciplina Física, foi necessário levar os estudantes a construírem estes mapas conceituais, os quais tiveram como tema o tópico de Física denominado propagação do calor, pois:

Quando os alunos aprendem determinado tema utilizando mapas conceituais, eles desenvolvem seu próprio entendimento através da internalização da informação. Por outro lado, quando os estudantes constroem seu próprio mapa conceitual, eles necessitam desenvolver inicialmente uma compreensão sobre os conceitos que estão estudando, antes de poder representar seu conhecimento através de um mapa pessoal (VEKIRI, 2002, apud TAVARES, 2007, p.81).

## Marco Teórico

Como foi descrito anteriormente, a atividade aqui desenvolvida nesta pesquisa, propõe a utilização de mapas conceituais, os quais de acordo com Tavares (2007) podem ser aplicados em várias situações didáticas na sala de aula, pois, possibilitam ao estudante relacionar a nova informação com o seu conhecimento prévio, para tanto, define-se que:

Mapas conceituais são ferramentas gráficas para a organização e representação do conhecimento. Eles incluem conceitos, geralmente dentro de círculos ou quadros de alguma espécie, e relações entre conceitos, que são indicadas por linhas que os interligam. As palavras sobre essas linhas, que são palavras ou frases de ligação, especificam os relacionamentos entre dois conceitos' (NOVAK & CAÑAS, 2010, p.10).

Na figura 01 abaixo, está representado um mapa conceitual mostrando as características dos mapas conceituais, neste caso, observa-se pela indicação das

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

setas que a leitura dos conceitos e frases de ligação costuma ser realizada progressivamente de cima para baixo.

Figura 01 : Características de um mapa conceitual.

<!-- image -->

Vários tipos de mapas conceituais podem ser elaborados, para tanto algumas razões devem ser consideradas, tais como, 'facilidade de elaboração (tipo aranha), pela clareza que explicita processos (tipo fluxograma), pela ênfase no produto que descreve, ou pela hierarquia conceitual que apresenta' (TAVARES, 2007, p.75), neste trabalho foi adotado o tipo hierárquico, pois, neste caso, 'a informação é apresentada numa ordem descendente de importância. A informação mais importante (inclusiva) é colocada na parte superior. Um mapa hierárquico é usado para nos dizer algo sobre um procedimento' (TAVARES, 2007, p.78).

De acordo com Tavares (2007), este tipo de mapa conceitual tem a vantagem de estruturar o conhecimento de uma forma mais adequada ao entendimento humano, portanto, propício para que os estudantes possam apreender e organizar os conceitos propostos no trabalho.

Tavares (2007) aponta ainda que este tipo de mapa tem a desvantagem de ser mais difícil de elaborar, pois expõe 'a estrutura cognitiva do autor sobre o assunto'. Assim, uma maneira adequada para se construir um mapa conceitual hierárquico é o professor elaborar uma lista inicial com conceitos de um determinado assunto, pois, de acordo com Novak &amp; Canas (2010), essa lista orienta a construção do mapa conceitual organizando os conceitos do mais geral e inclusivo para os mais específicos, sendo o primeiro colocado no topo da lista, e os outros na base dela. Ou seja:

Os conceitos mais inclusivos estão explícitos; os conceitos auxiliares e menos inclusivos estão inter-relacionados. Estrutura o conhecimento de maneira mais adequada a compreensão humana, considerando em posição de destaque os conceitos mais inclusivos (TAVARES, 2007, p.78).

Este número de conceitos, elaborados anteriormente é discutido na sala de aula, e de acordo com Novak &amp; Canas (2010), poderá ajudar no começo da construção do mapa conceitual.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

A lista de conceitos é geralmente comparada a 'um estacionamento, já que a ideia é transferir esses conceitos para dentro do mapa conceitual à medida que determinamos onde eles se encaixam' (NOVAK &amp; CAÑAS, 2010, p.16).

A teoria que propõe os fundamentos necessários para a devida aplicação dos mapas conceituais é a teoria cognitiva da Aprendizagem Significativa. O principal conceito envolvido nessa teoria aponta que:

... a aprendizagem significativa é aquela em que o significado do novo conhecimento é adquirido, atribuído, construído, por meio da interação com algum conhecimento prévio, especificamente relevante, existente na estrutura cognitiva do aprendiz (MANSINI &amp; MOREIRA, 2008, p.16).

Portanto, os mapas conceituais hierarquizados podem proporcionar uma aprendizagem significativa ao contrário da aprendizagem mecânica, pois:

O ser humano constrói significados de maneira mais eficiente quando considera inicialmente a aprendizagem das questões mais gerais e inclusivas de um tema, ao invés de trabalhar inicialmente com as questões mais específicas desse assunto (AUSUBEL, apud TAVARES, 2007, p.73).

Além disso, para que ocorra o aprendizado significativo, outra condição deve ser atendida, ou seja, 'o material a ser aprendido deve ser conceitualmente claro e apresentado com linguagem e exemplos relacionáveis com o conhecimento anterior do aprendiz' (NOVAK &amp; CAÑAS, 2010, p.11). Dessa forma:

Os mapas conceituais podem ajudar a cumprir essa exigência, tanto por identificar conceitos amplos e gerais possuídos pelo aprendiz antes de ele aprender conceitos mais específicos, quanto por ajudar no sequenciamento de tarefas de aprendizagem através de conhecimentos progressivamente mais explícitos, que podem se basear em quadros de desenvolvimento conceitual (NOVAK &amp; CAÑAS, 2010, p.11).

Assim, os mapas conceituais podem conduzir o estudante a construir seu conhecimento de forma significativa, pois, o aluno buscará nesse processo seus conhecimentos prévios, e com isso atribuir significados aos novos conhecimentos.

## Procedimentos Metodológicos

Essa pesquisa foi desenvolvida numa sala de aula do 3º ano do Ensino Médio do Instituto Federal de Alagoas - Campus Satuba, com um total de 28 alunos, e ocorreu na última semana do mês de fevereiro de 2018, tendo uma duração de duas horas aulas de 50 minutos cada.

Tal atividade foi proposta como revisão para o ENEM, de um tópico da Física o qual estes alunos estudaram no ano anterior. Assim, num primeiro momento, os alunos foram orientados brevemente sobre o que é um mapa conceitual, e como construí-lo, para isso, foi feita uma apresentação com slides , onde também foram colocados alguns tipos e exemplos de mapas conceituais.

Na sequência foi explicado aos alunos que aquela aula tinha o objetivo de revisar os conceitos envolvidos no tópico de Física propagação do calor, o qual, os alunos lembraram que o tinham estudado no ano anterior, e para tal, seria utilizada a construção de mapas conceituais.

Na etapa seguinte, de acordo com Mafra (2011), foi apresentada a turma uma lista de conceitos, num total de dez, os mais inclusivos e todos relacionados ao tópico proposto para revisão, tais conceitos, foram dispostos de forma aleatória e,

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

como primeira atividade, os alunos foram orientados a colocar aqueles conceitos de forma hierarquizada, ou seja, do 'mais geral e inclusivo, o qual ficaria no topo da lista, até o conceito mais específico e menos geral' (NOVAK &amp; CAÑAS, 2010, p.16). Dando andamento às atividades os alunos foram orientados a fazer um mapa conceitual com aqueles dez conceitos retirados do tópico em discussão.

A lista inicial continha os dez conceitos mais inclusivos sobre propagação do calor, e foi apresentada aos alunos da seguinte forma: Irradiação, ondas eletromagnéticas, propagação de calor, condução, meio material, fluidos, convecção, sólidos, vácuo, ar.

Para estas atividades a turma foi dividida em grupos de três alunos, e durante sua elaboração houve uma rica discussão entre os estudantes de cada grupo, assim como a participação e orientação do professor.

Após a confecção dos mapas ocorreu um debate entre alunos e professor a respeito do mapa construído, com o intuito de esclarecer eventuais dúvidas a respeito da atividade desenvolvida, e também sobre os conceitos estudados, assim como, as relações apresentadas pelos grupos para ligar tais conceitos.

Num segundo momento da aula, foi apresentada aos alunos outra lista com mais dez conceitos, estes novos, são conceitos mais específicos sobre propagação do calor, e foi pedido aos alunos que refizessem o mapa anterior, agora acrescentando mais estes dez novos conceitos, os quais foram: corrente de convecção, bons condutores, maus condutores, efeito estufa, inversão térmica, brisa litorânea, energia em trânsito, transporte de matéria, corpos escuros, diferença de densidade.

Para desenvolver essa nova atividade os alunos continuaram reunidos em grupos de três, onde poderiam discutir entre eles, e também foi entregue uma apostila que contemplava o assunto em discussão, no entanto, dessa vez não ocorreu a participação do professor, a orientação foi de que os alunos consultassem o material entregue para dirimir alguma dúvida.

Dessa forma após um período de duas aulas consecutivas de 50 minutos por aula, cada equipe de alunos elaborou um mapa conceitual sobre o tópico da Física, propagação de calor.

## Resultados e Discussões

Como resultado desta atividade foram construídos oito mapas com os dez conceitos iniciais, ou seja, os mais significativos, e mais oito mapas, agora incluídos os outros dez conceitos, isto é, aqueles mais específicos e exemplos.

Observa-se neste estudo, que apesar dos estudantes nunca terem construído um mapa conceitual, a breve explicação sobre este instrumento foi suficiente para que eles pudessem elaborar um mapa hierárquico, partindo de uma lista de conceitos apresentada pelo professor.

Assim, a primeira tarefa dos estudantes foi colocar esses conceitos numa lista de forma hierárquica, isto é, do mais inclusivo para o mais específico, e na sequência construir o mapa conceitual.

A figura 02 apresenta um mapa conceitual construído por um dos grupos, este era constituído por três alunos, neste mapa pode-se observar que os alunos

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

conseguiram revisar e relembrar as relações entre os conceitos principais de propagação do calor.

Figura 01: Mapa conceitual construído por um grupo de alunos, com dez conceitos.

<!-- image -->

Observa-se neste mapa da figura 02 acima, que os dez conceitos indicados inicialmente estão representados hierarquicamente, com suas respectivas relações, e ainda apresenta duas ligações cruzadas o que indica uma capacidade criativa dos estudantes, e também uma demonstração da apreensão do conteúdo revisado.

A figura 03 abaixo apresenta um mapa conceitual construído por outro grupo de alunos, agora contemplando mais dez conceitos e exemplos retirados do tópico de Física propagação do calor.

Observa-se nesse mapa da figura 03, que apesar de ser mais complexo, o mapa apresenta todas as palavras de ligação, e sua estrutura hierárquica está adequada à teoria referenciada, ou seja, partindo do conhecimento mais abrangente para o mais específico, demonstra-se assim, que os estudantes conseguiram construir relações significativas entre os conceitos propostos para o tema estudado, pois:

Quando um especialista constrói um mapa ele expressa a sua visão madura e profunda sobre um tema. Por outro lado, quando um aprendiz constrói o seu mapa conceitual ele desenvolve e exercita a sua capacidade de perceber as generalidades e peculiaridades do tema escolhido (TAVARES, 2007, p.85).

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

Figura 02: Mapa construído por um dos grupos de alunos, com vinte conceitos.

<!-- image -->

## Considerações Finais

A utilização de novas estratégias de ensino no âmbito escolar pode proporcionar benefícios aos estudantes, no que concerne o processo ensinoaprendizagem, assim, pode-se verificar neste trabalho que 'o uso da ferramenta promoveu participação ativa na busca do próprio conhecimento, propiciou interação e situações dinâmicas de aprendizagem' (MAFRA, 2011, p. 106), por parte dos estudantes.

Esse trabalho, em conformidade com Mafra (2011), demonstra que os mapas conceituais, podem ser um instrumento valioso para promover a revisão de conteúdos de Física, assim como, outras atividades que envolvem o processo ensino-aprendizagem dessa disciplina, pois através deles, podem-se relembrar os conceitos estudados anteriormente, e também, fazer as devidas correlações entre eles, proporcionando desse modo à assimilação do conteúdo de forma significativa.

Por fim, espera-se que este relato possa contribuir para a utilização dos mapas conceituais em sala de aula, como um instrumento de apoio no processo de revisão de conteúdos, e consequentemente na busca da tão almejada aprendizagem com significado para o estudante, isto é, uma aprendizagem com maior grau de retenção dos conteúdos estudados.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_

## Referências

MAFFRA, M. S. Mapas conceituais como recurso facilitador da aprendizagem significativa - Uma abordagem prática (dissertação mestrado). Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia. Rio de Janeiro. 2011.

ALVES, A. C.; STACHAK, M. a importância de aulas experimentais no processo ensino-aprendizagem em física: 'eletricidade'. In: XVI Simpósio Nacional de Ensino de Física - SNEF. 24 a 28 de janeiro de 2005. Rio de Janeiro.

BONADIMAN, H.; NONENMACHER, S. E. B. O gostar e o aprender no ensino de Física: uma proposta metodológica. Cad. Bras. Ens. Fís., v. 24, n. 2: p. 194-223, ago. 2007.

MASINI, E. F. S.; MOREIRA, M. A. Aprendizagem Significativa: Condições para ocorrência e lacunas que levam a comprometimentos. 1ª Ed. São Paulo, vetor, 2008.

NOVAK, J. D.; CAÑAS, A. J. A. Teoria subjacente aos mapas conceituais e como elaborá-los. Revista Práxis Educativa , v. 5, n. 1, 2010.

ONTORIA, A. Mapas conceituais: uma técnica para aprender. São Paulo: Loyola, 2005.

SOUZA, N. A.; BORUCHOVITCH, E. Mapas conceituais: estratégia de ensino/aprendizagem e ferramenta avaliativa. Educação em Revista | Belo Horizonte | v.26 | n.03 | p.195-218 | dez. 2010.

TAVARES, R. Construindo mapas conceituais. Ciências e Cognição/Science and Cognition , v. 12, 2007.

\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_\_