O USO DE MAPAS MENTAIS COMO FERRAMENTA DIDÁTICA NO ENSINO DE CINEMÁTICA NO 9º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL

## O USO DE MAPAS MENTAIS COMO FERRAMENTA DIDÁTICA NO ENSINO DE CINEMÁTICA NO 9º ANO DO ENSINO FUNDAMENTAL

## Nicolle Cabral Coutinho 1 , Michel Corci Batista 2 , Habib S. Dumet-Montoya 3 , Bernardo Mattos Tavares 4

- 1 Universidade Federal do Rio de Janeiro/Instituto Politécnico, nicprofessora@gmail.com
- 2 Universidade Tecnológica Federal do Paraná/Departamento de Física, michel@utfpr.br
- 3 Universidade Federal do Rio de Janeiro/Instituto Politécnico, habib@macae.ufrj.br

## Resumo

O ensino de Cinemática no 9º ano do Ensino Fundamental apresenta desafios significativos devido à natureza abstrata dos conceitos envolvidos, como deslocamento, velocidade e aceleração. Este trabalho mostra um exemplo do uso de mapas mentais como uma estratégia didática para verificação da aprendizagem desses conceitos. Baseando-se em teorias de aprendizagem significativa e em estudos recentes sobre o uso de ferramentas visuais no ensino de Física, este trabalho discute como os mapas mentais podem ajudar a estruturar e relacionar informações, podendo ser agentes de avaliação sobre o nível de compreensão mais ou menos profunda e duradoura dos conteúdos iniciais da Cinemática. São apresentados resultados de uma prática pedagógica que aplicou mapas mentais em duas turmas de 9º ano, mostrando que é possível fazer uso de mapas mentais na organização mental de conceitos e ainda como instrumento de avaliação.

Palavras-chave : Mapas mentais, cinemática, ensino de Física

## Introdução

Cinemática é uma parte presente na maioria dos materiais didáticos de Física, especialmente no 9º ano do Ensino Fundamental, onde são discutidos conceitos básicos como movimento, repouso, velocidade, aceleração, espaço percorrido e deslocamento. No entanto, muitos alunos enfrentam dificuldades para entender esses conceitos devido à sua natureza abstrata e à complexidade das relações entre eles. Nesse contexto, métodos de ensino que favorecem a organização e a visualização das informações podem ser particularmente eficazes.

Primeiramente, a abstração necessária para compreender os conceitos de deslocamento, velocidade e aceleração pode ser um obstáculo significativo. Os alunos, muitas vezes, têm dificuldades em associar esses conceitos com situações do cotidiano, o que torna a aprendizagem menos intuitiva. Além disso, a linguagem matemática utilizada na Cinemática, como o uso de equações e gráficos, pode ser um desafio para aqueles que ainda não possuem uma base sólida em Matemática (Gomes; Batista; Fusinato, 2019).

Outro problema comum é a falta de recursos didáticos adequados e a formação insuficiente de alguns professores que lecionam Física. Muitos educadores não possuem especialização na área, o que pode limitar a profundidade e a clareza das explicações e também do processo de avaliação (Carvalho Junior, 2002).

Esses desafios tornam o ensino de Cinemática nos anos finais do Ensino Fundamental um processo complexo, que exige estratégias pedagógicas bem planejadas, uso de

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recursos variados e um suporte adequado tanto para os professores quanto para os alunos. Superar essas dificuldades é essencial para garantir que os estudantes desenvolvam uma compreensão sólida da Física e estejam preparados para os níveis de ensino mais avançados.

Esse trabalho objetiva apresentar os mapas mentais como uma ferramenta didática para avaliar a compreensão dos conceitos de Cinemática, com base na teoria da aprendizagem significativa de Ausubel (2003) e em pesquisas importantes da literatura sobre o uso de representações visuais no ensino de ciências (Novak; Cañas, 2010).

## Aprendizagem Significativa e Mapas Mentais e Conceituais

A aprendizagem significativa, conforme proposta por Ausubel (2003), destaca a importância de conectar novos conhecimentos ao que o aluno já sabe, formando uma rede de significados que facilita a retenção e compreensão dos conteúdos. É uma abordagem pedagógica que se foca em conectar novos conhecimentos com aqueles que os alunos já possuem, criando uma teia de significados e facilitando a assimilação e retenção do conteúdo.

De acordo com Ausubel, a aprendizagem significativa ocorre quando o novo conteúdo é integrado ao conhecimento prévio do aluno de maneira lógica e substancial. Isso contrasta com a aprendizagem mecânica, em que o aluno memoriza informações sem compreendê-las plenamente ou sem relacioná-las ao que já sabe.

No contexto da Cinemática, os conceitos de movimento, repouso, velocidade, aceleração, dentre outros, devem ser ensinados de uma forma que façam sentido para os alunos, relacionando-os a experiências e conhecimentos que eles já possuem. A aplicação da aprendizagem significativa pode transformar a maneira como os alunos compreendem e relacionam os conceitos dessa área da Física, resultando em uma aprendizagem mais profunda e duradoura.

Os mapas mentais são ferramentas visuais que podem ser usadas para apoiar essa aprendizagem significativa, ajudando os alunos a organizar, hierarquizar e relacionar conceitos. De acordo com Novak e Cañas (2010), mapas mentais são eficazes para estruturar conhecimentos em ciências, especialmente em tópicos que envolvem múltiplas relações conceituais, como é o caso da Cinemática.

A construção de mapas mentais pode ser uma estratégia poderosa para auxiliar no ensino. Essas ferramentas visuais ajudam os alunos a organizar, relacionar e compreender os conceitos de maneira mais clara e estruturada, o que é particularmente útil em uma disciplina que envolve termos abstratos e interconectados, como é o caso da Física.

Mapas mentais são diagramas que partem de uma ideia central e se expandem para incluir ramificações com conceitos e informações relacionadas. Para o ensino de Cinemática, um mapa mental pode começar com um conceito central como

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"Movimento" e, a partir daí, explorar temas como deslocamento, velocidade, aceleração, tipos de movimento (uniforme e acelerado), entre outros.

Ao criar mapas mentais, os alunos são incentivados a organizar suas ideias de forma lógica e hierárquica. Isso ajuda a visualizar como os conceitos estão interligados, facilitando a memorização e a compreensão (Galante, 2013). Além disso, o processo de construir um mapa mental envolve ativamente o aluno, promovendo uma aprendizagem mais significativa, já que ele precisa pensar sobre as relações entre os diferentes tópicos ao invés de apenas memorizar definições.

A utilização dessas ferramentas no ensino de Física auxilia na redução da complexidade dos conteúdos, permitindo que os alunos enxerguem as relações entre os conceitos de maneira mais simples e clara. Elas também promovem o pensamento crítico, pois ao construir esses mapas, os alunos precisam refletir sobre as informações e como elas se conectam, ao invés de apenas recebê-las passivamente.

Além disso, essas técnicas são altamente flexíveis e podem ser adaptadas para diferentes níveis de habilidade e estilos de aprendizagem. Por exemplo, alunos com maior dificuldade podem se beneficiar de mapas mais simples e lineares, enquanto alunos mais avançados podem explorar mapas mais complexos e detalhados.

Em resumo, a construção de mapas mentais é uma prática pedagógica eficaz que pode transformar o ensino de cinemática no ensino fundamental. Ao ajudar os alunos a visualizar e entender melhor as relações entre os conceitos, essas ferramentas contribuem para uma aprendizagem mais profunda e duradoura, preparando-os melhor para desafios futuros na Física e em outras disciplinas.

## Aplicando a Aprendizagem Significativa ao Ensino de Física

Para aplicar a aprendizagem significativa no ensino de Física, o professor pode adotar várias estratégias além da utilização dos mapas mentais, como os exemplos abaixo descritos.

- a) Diagnóstico do Conhecimento Prévio: Antes de introduzir novos conceitos, é importante avaliar o que os alunos já sabem sobre o tema. Por exemplo, perguntar sobre suas experiências com movimentos no cotidiano, como andar de bicicleta ou observar o movimento de um carro, pode ajudar a identificar os conhecimentos prévios que podem servir de base para novos aprendizados. Conhecer essas concepções iniciais permite ao professor adaptar as explicações e atividades de acordo com as necessidades dos alunos (Costa et al ., 2022).
- b) Uso de Organizadores Prévios: Os organizadores prévios são recursos introdutórios que ajudam a preparar os alunos para o novo conteúdo. No caso da cinemática, o professor pode começar com uma discussão sobre conceitos básicos de movimento, ou até mesmo exibir vídeos que mostram diferentes tipos de movimento, para estabelecer uma base comum de conhecimento e despertar o interesse dos alunos (Moraes, 2005).
- c) Relacionar Conceitos com Experiências Cotidianas: Para facilitar a compreensão dos conceitos físicos, é essencial conectá-los a situações que os alunos

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vivenciam diariamente (Moreira, 2021). Por exemplo, o conceito de velocidade pode ser explicado usando exemplos de diferentes veículos em movimento, como carros, bicicletas ou até mesmo o movimento de pessoas ao caminhar. Essa ligação com o cotidiano torna o aprendizado mais significativo, pois os alunos conseguem ver a relevância prática do que estão estudando.

- d) Estimular a Reflexão e Discussão: Incentivar os alunos a refletir sobre o que estão aprendendo e a discutir essas reflexões com os colegas pode aprofundar a compreensão dos conceitos de Física. A troca de ideias e a discussão sobre como os conceitos se aplicam a diferentes contextos ajudam a reforçar o aprendizado e a corrigir possíveis dúvidas (Napolitano; Lariucci, 2001).

## Metodologia

Este estudo adotou uma abordagem qualitativa para averiguar a relação entre o conteúdo abordado nas aulas de Física e os mapas mentais confeccionados por estudantes de duas turmas de 9º ano. A atividade foi realizada em uma escola da rede privada de ensino do município de Macaé - RJ, envolvendo 60 alunos.

- O trabalho em sala de aula teve como objetivo observar e avaliar o grau de absorção e organização mental dos conceitos sobre Movimento Retilíneo Uniforme e Movimento Retilíneo Uniformemente Variado e Movimento Circular, bem como a forma como cada estudante, individualmente relacionaria os conceitos abordados durante o segundo bimestre.

A atividade de construção de mapas mentais aconteceu durante uma aula de Física, no final do segundo bimestre de 2024. Os principais conteúdos do bimestre em questão foram Movimento Retilíneo Uniforme e Movimento Retilíneo Uniformemente Variado e Movimento Circular. Os alunos foram orientados a criar mapas que representassem um resumo de todos os conceitos relacionados à palavra central 'movimentos'. A execução do trabalho foi individual, sem consulta, sem intervenção da professora de Física e dada como atividade 'surpresa', sem que os estudantes tivessem estudado propositalmente para tal.

Os trabalhos dos alunos apresentados nesse artigo não tiveram intervenção por parte da professora de nenhuma forma e os erros conceituais ou de grafia ou de qualquer outra espécie devem ser respeitados, visto que se trata de atividade de sala de aula feita por atores do processo de ensino-aprendizagem em formação. Os autores dos mapas mentais não serão identificados.

## Resultados e Discussão

Os resultados mostraram mapas mentais contendo fielmente as ideias transmitidas durante as aulas de Física do bimestre pesquisado. Pode ser observado que algumas falas da sala de aula foram representadas em vários trabalhos. Alguns

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estudantes registraram mais detalhes como equações, unidades de medida e até exemplos de aplicação.

As Figuras 01 até 07 mostram alguns dos 60 trabalhos feitos.

Figura 01: Mapa 1.

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O autor do mapa da Figura 01 inseriu o gráfico Velocidade X Tempo de um Movimento Retilíneo Uniformemente Variado, fazendo alusão à origem da Função Horária do Espaço para esse movimento, tal qual a professora fez no quadro, durante a aula.

Figura 02: Mapa 2.

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A autora da Fig. 02 representou as quantidades de velocidades para corpos em Movimento Retilíneo Uniforme e Uniformemente Variado de forma correta. É interessante que ao expressar as equações relacionadas a cada movimento estudado, ela tinha conhecimento da presença de 'π.R' (número Pi multiplicado pelo raio da trajetória) em alguma parte do conteúdo sobre Movimento Circular, apesar de ter escrito 'não sei' logo abaixo do local onde a equação referente deveria ser expressa.

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Figura 03: Mapa 3.

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A autora do Mapa 3 (Fig. 03) expressou termos normalmente utilizados por professores de Física do Brasil como dicas para memorização das equações para vários conteúdos. No caso da Cinemática, é muito comum que se utilizem as palavras 'sorvete' como referência à Função Horária do Movimento Retilíneo Uniforme (s = s0 + v.t) e 'sorvetão' como como referência à Função Horária dos Espaços no Movimento Retilíneo Uniformemente Variado (s = s0 + v0.t + 𝑎. 𝑡²/2 ). Destaca-se que ela também mostrou o 'círculo como principal caminho percorrido por um corpo' em Movimento Circular.

Figura 04: Mapa 4.

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A autora do Mapa 4 (Fig. 04) conseguiu identificar que as Leis de Newton também falam sobre os movimentos. Ela também expressou um 'vetor', demonstrando conhecer a relação entre esses conceitos.

Figura 05: Mapa 5.

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O que se destaca como diferente nos demais no Mapa 5 (Fig. 05) é que a autora identifica relação entre Física e Geometria para o Movimento Circular.

Figura 06: Mapa 6.

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A autora do Mapa da Figura 06 faltou a algumas aulas de Física por motivos de saúde. Sendo assim, ela escreveu apenas sobre o assunto das aulas em que esteve presente, conseguindo demonstrar corretamente o conceito de Movimento Retilíneo Uniforme.

Figura 07: Mapa 7.

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A autora do Mapa 7 (Fig. 07) fez um destaque sobre o espaço angular, mostrou as equações referentes aos conceitos de velocidade e aceleração e utilizou desenhos para representar os formatos das trajetórias em cada movimento.

## Conclusão

A análise dos mapas mentais mostrou-se uma estratégia eficaz para a avaliação do ensino de movimentos em Cinemática, ilustrando o grau de compreensão mais ou menos profunda bem como a retenção dos conceitos individualmente pelos estudantes. Estes resultados estão em consonância com a literatura existente, que aponta para a eficácia dos mapas mentais no ensino de conteúdos complexos em ciências (Novak; Cañas, 2010).

Os resultados deste estudo indicam que o uso de mapas mentais não apenas facilita a organização do conhecimento pelos alunos, mas também evidencia suas conexões cognitivas, permitindo aos educadores a identificação de possíveis lacunas e dificuldades na aprendizagem de maneira mais precisa.

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Além disso, essa abordagem fomenta o pensamento crítico e a autonomia dos estudantes, uma vez que eles são incentivados a estruturar e relacionar os conceitos de forma independente. Portanto, os mapas mentais se revelam uma ferramenta valiosa no contexto educacional, especialmente em disciplinas que envolvem a compreensão de conceitos complexos como os encontrados na Física.

## Referências

AUSUBEL, D. P. (2003). The acquisition and retention of knowledge: A cognitive view. Nova Iorque: Springer Science &amp; Business Media.

CARVALHO JUNIOR, G. D. As concepções de ensino de Física e a construção da cidadania. Caderno Catarinense de Ensino de Física . V. 19, n. 1, p. 53-66, 2002.

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