PROPOSTAS METODOLÓGICAS DE AULAS DE FÍSICA DE LICENCIANDOS DA UFRPE: PENSANDO E REPENSANDO O PLANEJAMENTO DOCENTE QUANDO SE UTILIZA A ROBÓTICA EDUCACIONAL

## PROPOSTAS METODOLÓGICAS DE AULAS DE FÍSICA DE LICENCIANDOS DA UFRPE: PENSANDO E REPENSANDO O PLANEJAMENTO DOCENTE QUANDO SE UTILIZA A ROBÓTICA EDUCACIONAL

## João Paulo da Silva Santos 1 , Alexandro Cardoso Tenório 2

1 Secretaria de Educação de Pernambuco/Escola Estadual Alzira da Fonseca Breuel, jpaulo.dssantos@gmail.com

2 Universidade Federal Rural de Pernambuco/Departamento de Educação/actenorio@gmail.com

## Resumo:

O presente artigo é parte de uma pesquisa de mestrado do Programa de Pós-graduação em Ensino das Ciências da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE) que teve como objetivo investigar visões de ciência e tecnologia de licenciandos em Física (modalidade presencial) quando planejam aulas utilizando a robótica educacional. Tal pesquisa foi realizada durante a disciplina de Prática do Ensino da Física 1, ministrada durante o estágio em docência realizada pelo pesquisador e pelo professor executor da disciplina. Trata-se, portanto, de uma pesquisa de campo realizada no Laboratório Interdisciplinar de Formação de Educadores (LIFE) da UFRPE. Foi utilizada como estratégia metodológica o Ciclo da Experiência de Kelly (CEK) composto de 18 aulas (9 encontros) onde aconteceram oficinas de robótica Lego e microcontroladores Arduino. No final, os estudantes elaboraram um plano de aula para alunos do ensino médio que mediasse algum conteúdo da Física utilizando a robótica educacional e como resultado foi percebido que a maioria dos planos de aula contemplava a iniciativa primeira do professor em elaborar o problema, hipóteses e o trabalho, configurando um modelo paradigmático tradicional de ensino em um grau de II de planejamento apontado na literatura.

Palavras-chave : Metodologia. Planejamento. Robótica educacional.

## Introdução

O ensino de ciências tem sido ao longo dos anos alvo de investigações de vários programas de pós-graduação espalhados pelo Brasil. Entre eles reconhecidos em nível internacional estão o Programa de Pós-graduação e Interunidades em Ensino de Ciências (PIEC-USP), Programa de Pós-graduação em Ensino de Física (PPGEF-UFRGS) e o Programas de Pós-graduação em Ensino de Ciências (PPGEC-UFRPE) que ao longo dos anos vêm desenvolvendo pesquisas em níveis de mestrado e doutorado.

Boa parte dessas pesquisas buscam responder questões relativas a metodologia e a formação docente em disciplinas do eixo das ciências exatas e da Terra, campo de reflexões que hoje mostra-se bem consolidado e que busca responder aos diferentes problemas do ensino básico e superior.

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Entre esses possíveis problemas estão a formação inicial do professor no campo das ciências exatas principalmente no contexto atual da tecnologia na sala de aula. Para Moran (2000), a tecnologia é hoje uma necessidade na educação. No entanto, ela não deve ser um fim, e sim um meio de potencializar o aprendizado de ciências na rede básica e no ensino superior, já que sozinha a mesma não garante aprendizagem.

Outro aspecto importante é o planejamento e que pode caracterizar um problema, caso não esteja bem articulado no trabalho docente. Esse documento caracteriza os paradigmas que o professor tem em relação ao ensino de um determinado conteúdo, e que geralmente é potencialmente forte devido aos paradigmas que os professes trazem consigo desde a formação inicial (BEHRENS, 2005).

Assim, nesse estudo, procuramos compreender de que forma estudantes de Licenciatura em Física da UFRPE elaboram atividades utilizando a tecnologia como um meio de potencializar a aprendizagem da Física através do estudo de conceitos físicos utilizando a robótica educacional. Esse estudo foi realizado nas dependências do Centro de Graduação das Exatas e da Natureza (CEGEN - UFRPE) da Universidade Federal Rural de Pernambuco, no Campus Dois Irmãos, em Recife, Pernambuco.

## Formação inicial do professor e o paradigma da tecnologia na educação

Os avanços em diversas áreas do conhecimento, entre elas a Física tem colaborado para um novo modelo de sociedade que percebeu na tecnologia uma forma de melhorar os padrões de vida das pessoas. Na escola, isso não tem sido diferente, e de certa forma uma nova configuração apresenta-se como um desafio em face a inserção da tecnologia na sala de aula nas mãos de estudantes de todas as idades e modalidades de ensino.

Isso pode ser percebido através da inserção de tecnologias na escola e que hoje fazem parte do cotidiano de boa parte dos alunos da rede pública e particular de ensino. Através de um processo rápido de disseminação que culminou com o aparecimento de aparatos tecnológicos, as escolas pouco a pouco estão se transformando e exigindo um perfil diferenciado de docente (MORAN, 2000).

O grande problema reside em discutir se a formação inicial do professor tem atendido essa demanda de profissionais, que nessa nova realidade de sala de aula precisam alinhar o conhecimento construído durante os anos de universidade em um curso de formação de professores, com esse novo contexto que tanto assusta alguns profissionais da educação.

Para tanto, são necessárias duas perguntas para entender o sentido da tecnologia na sala de aula. A primeira é o 'porquê de sua utilização? ' E a segunda: 'Quando utilizar a tecnologia na escola? '. À primeira vista, vários professores pesquisadores da educação em ciências chama a atenção sobre a utilização da tecnologia na sala de aula sem uma fundamentação teórica necessária para validar a sua presença. Esse problema decorre de uma formação inicial do professor que por vezes não foi preparado para o mundo tecnológico e que, portanto, sente-se fragilizado quanto a sua presença no ambiente escolar.

Sem dúvida, a escola durante anos consolidou-se como um espaço formal de educação, e que, portanto, tem o seu papel que é formar cidadãos para atuar em

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sociedade. Hoje, talvez sozinha ela não consiga mais cumprir esse papel, pois a realidade daqueles que a frequentam mudou. Os alunos estão inseridos em ciberespaço e conectados à rede mundial de computadores na maior parte do tempo e que, portanto, a sala de aula tem perdido seu prestigio diante desse novo paradigma emergente.

Apesar de tanta mudança e resistência dos professores em utilizar tecnologias educacionais, diversos trabalhos têm demonstrado êxitos em utilização na sala de aula. Entre eles destacam-se: Miranda (2006); Castro (2008); Morelato (2010) e Diniz e Santos (2014) que apontam atividades realizadas com a robótica educacional em nível médio em um processo colaborativo de aprendizagem.

## Tecnologia na sala de aula pontos e contrapontos do planejamento

- O planejamento didático é um instrumento necessário que tem por objetivo firmar a ação docente. É considerado um instrumento importante no exercício da docência em qualquer área do conhecimento.

Na visão de Lopes (1992) um bom planejamento articulado a realidade do estudante leva ambos envolvidos no processo de ensino e aprendizagem, professores e alunos a definirem pressupostos, entre eles:

produzir conhecimentos tem o significado de processo, de reflexão permanente sobre os conteúdos aprendidos buscando analisá-los sob diferentes pontos de vista; significa desenvolver a atitude de curiosidade científica, de investigação da realidade, não aceitando como conhecimentos perfeitos e acabados os conteúdos transmitidos pela escola (LOPES, 1992).

Libâneo (1992, p. 222) conceitua planejamento como uma ação reflexiva para o professor no qual ele, precisa definir bem os rumos do seu trabalho para não ficar sob os rumos pré-estabelecidos por uma noosfera, ou seja, o grupo dominante que organiza e estabelece aquilo que deve ser ensinado pela escola. Dessa forma, o planejamento pode apontar possíveis concepções de ensino e aprendizagem que tem o professor, seja no campo das ciências, ou em outro campo do conhecimento.

- O planejamento docente tem se revelado ao longo dos anos como um indicador em potencial de alguns paradigmas que os professores carregam consigo desde sua formação inicial. Dessa forma planejar bem as aulas, se faz necessário quando o professor exerce a sua função enquanto docente em sala de aula, uma vez que nele estão os objetivos que se pretende alcançar com a metodologia escolhida.

Outro ponto importante a ser observado aqui é o papel da tecnologia na sala de aula. Várias escolas espalhadas pelo Brasil, dispõem de aparatos tecnológicos, sejam elas públicas ou particulares, e como consequência dessa tendência, os professores de física estão em sua maioria enfrentando situações para os quais não foram preparados para lidar com elas.

Miranda (2006); Castro (2008), apresentam em seus trabalhos protótipos que podem auxiliar práticas com a robótica educacional voltada para o ensino médio potencialmente fortes no que tange a construção de conceitos em ciências a partir de materiais de baixo custo. Além disso apontam que a tecnologia educacional pode se tornar um instrumento de inclusão se o professor estiver bem preparado.

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## O laboratório didático de ciências

Carvalho et al ( 2010) e Carvalho et al (2013), fazem menção direta às práticas experimentais no ensino de Física, trazendo classificações elaboradas por pesquisadores em ensino de ciências. Pella (1969) apud Carvalho (2010) analisa as práticas experimentais de acordo com os graus de liberdade do professor em relação ao problema, a hipótese, ao plano de trabalho, a obtenção de dados e as conclusões de acordo com o quadro:

Quadro 1: Graus de liberdade do professor/aluno em aulas de laboratório

Fonte : Carvalho et al , 2010. p. 55.

Fazendo a análise dessa tabela, percebe-se que no grau I, o aluno só tem apenas a liberdade de obter dados numa atividade experimental, o restante é fornecido pelo professor. No grau II, o estudante consegue tirar as suas próprias conclusões a partir dos dados obtidos. Carvalho dá ênfase nesse grau a uma mudança conceitual no problema proposto para o aluno.

No grau III de liberdade, o professor não determina mais o plano de trabalho a ser realizado pelo estudante. Ele adquire autonomia para organizar sua própria metodologia na resolução do problema. No grau IV os estudantes elaboram as próprias hipóteses e todo resto. Eles recebem apenas o problema. E no grau V até o problema eles propõem e desenvolve todo plano de trabalho.

Trabalho semelhante ao citado anteriormente, é o de Borges (2002), que critica a forma como as atividades de laboratório vêm sendo utilizada nas escolas e nas universidades. Para ele, existem paradigmas impregnados na formação do professor que contribui para que alguns entraves apareçam em sua prática, o que distancia aspectos relevantes na aprendizagem de ciências.

## Metodologia

A metodologia adotada para essa pesquisa fundamenta-se na Teoria dos Construtos Pessoais (TCP) e teve como objetivo avaliar os construtos dos estudantes durante a vivência do Ciclo da Experiência de Kelly (CEK). Kelly foi um teórico da personalidade que investigou a mudança existente no que ele denominou de construtos (BARROS & BASTOS, 2007; LIMA, 2008).

Ao explicitar a sua teoria em 1963, Kelly propôs a existência de onze corolários que se sustentam a partir de um postulado fundamental: 'Os processos de uma pessoa são psicologicamente canalizados pelas maneiras pelas quais ele

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antecipa eventos' (KELLY, 1963. p.46, tradução nossa). Assim, a forma de agir e pensar de uma pessoa está estritamente relacionada com a sua experiência com processos antecipatórios e que podem permanecer válidos ou não mediante a experiência.

A essa readaptação Kelly chamou de alternativismo construtivo, uma vez que os construtos (concepções prévias sobre um determinado assunto, evento etc.) podem permanecer fixo ou não mediante contato com a experiência. Para a análise dos planejamentos dos discentes da Licenciatura em Física, foi utilizado o corolário da experiência: ' O sistema de construção de uma pessoa varia à medida que ele constrói sucessivamente a replicação de eventos" (KELLY, 1963. p.72, tradução nossa).

Cloninger (1999, p.427) apresenta um modelo do CEK utilizado pelos estudantes. Na primeira etapa (antecipação), os estudantes explicitaram suas concepções sobre planejamento docente conforme figura abaixo:

Figura1 : Etapas do CEK. Fonte : Cloninger (1999, p.427)

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Os estudantes tiveram seus construtos antecipados previamente (no início do CEK) e expuseram os seus modelos e crenças sobre planejamento no ensino de Física de ensino médio através de entrevistas. Em seguida (investimento), eles tiveram contatos com artigos e textos que versavam sobre o planejamento de aulas de Física para o ensino médio.

Na terceira etapa (encontro) os estudantes exploraram uma ferramenta tecnológica existente em várias escolas (a robótica educacional) e o pesquisador solicitou que elaborassem situações didáticas com a finalidade de utilizar a robótica em aulas de física no ensino médio.

Na quarta etapa (confirmação ou refutação das hipóteses iniciais) os estudantes tiveram a oportunidade de apresentar esses trabalhos e foram observadas possíveis mudanças em suas falas iniciais. Ainda nessa etapa tiveram que elaborar um planejamento docente, apresentado na quinta etapa (Revisão construtiva).

## Resultados e conclusões

Foram elaborados cinco planos de aulas pelos licenciandos (individualmente, em dupla ou em trio) em Física que estavam no sétimo período do

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curso. Abaixo foram destacados elemento comuns entre eles de acordo com a diferença de cores de um elemento para outro.

Três deles (planos 3, 4 e 5) partem de temas geradores e não apenas do conteúdo da Física. Os temas geradores destacados pelos estudantes foram: ' Robótica educativa: Estudo do conceito de velocidade média '; ' Compreendendo o conceito de força por meio da robótica '; ' Eficiência energética das lâmpadas '.

Quadro 2 : Elementos destacados nos planejamentos.

## Principais elementos destacados nos planos de aulas

- O plano 1 apresenta a ideia de competência que o estudante deve desenvolver durante a aula. Destaca a mobilização de conteúdo a partir das atividades práticas que serão propostas no plano configurando uma ação eficaz perante o desafio proposto fundamentados no conhecimento (PERRENOUD, 1999).
- O plano 2 inicia com uma atividade mobilizada pelo professor, sem nenhuma discussão com os estudantes o que a torna frágil do ponto de vista da aprendizagem. É verdade que o mesmo tem uma intencionalidade conforme Libâneo (1992), mas segue uma abordagem bem tradicional do conteúdo a ser ensinado.

Os planos 2 e 3 propõem problemas que os alunos deverão solucionar mediados pela robótica educacional. As perguntas são abertas de forma que haja elaboração colaborativa na estratégia de resolução. Um desses problemas propõe que o aluno monte um experimento que permita observar em que momento a potência do motor varia controlando portas digitais no Arduino. Essa solução não é tão trivial e requer dos estudantes colaboração para resolvê-lo.

- O próximo quadro apresenta a classificação dos planos de aulas elaborados pelos estudantes de acordo com a classificação apresentada por Carvalho et al (2010) e percebe-se claramente que as propostas metodológicas dos estudantes estão situados entre o grau II (plano 1, 3, 4 e 5) e o grau III (plano 2).

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Quadro 3 : Planos de ensino elaborados pelos estudantes.

## Fonte : Autoria própria

Nenhum dos planejamentos foi classificado como grau IV ou V. Isso explicase pela limitação do conceito de planejamento escolar. Boa parte dos licenciandos acreditam que o ato de elaborar planos de ensino deve está centrado no professor o que é um equívoco.

Conforme discutido anteriormente, o planejamento deve ser construído levando em consideração as expectativas dos alunos, a autonomia no processo de gerenciamento do trabalho além do conteúdo que o professor pretende trabalhar. Quando o professor centraliza boa parte do trabalho, é tirado do aluno a capacidade de pensar cientificamente em situações reais que ele enfrentará em seu contexto histórico e social.

Um dos planejamentos chamou a atenção devido ao seu grau de contextualização do conteúdo proposto que foi trabalhar o conceito de eletricidade a partir do tema: 'Eficiência energética das lâmpadas' utilizando a plataforma de prototipagem arduino. A proposta dos licenciandos consiste em despertar nos alunos do ensino médio a preocupação com contexto social vivenciado pela população. Isso evidencia um enfoque CTS (Ciencia, Tecnologia e Sociedade), que mesmo sem aparecer explicitamente no plano de aula, fica subtendido no tipo de atividade que é proposto para o aluno.

Os planejamentos analisados apresentam resquícios dos paradigmas que os os licenciandos apresentam e que de certa forma interferiram na elaboração dos planos de aulas. Acreditamos que a tecnologia educacional pode colaborar para a quebra de paradigmas, desde que sua potencialidade seja bem explorada pelo professor. Isso será possível se existir a preocupação dos formadores docentes em desmistificar a falsa crença de que a tecnologia educacional é inacessível para todos professores.

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