MAPAS CONCEITUAIS COM AUXÍLIO DA PLATAFORMA CMAPTOOLS NA FORMAÇÃO INICIAL DE PROFESSORES: UM RELATO DE EXPERIÊNCIA

## MAPAS CONCEITUAIS COM AUXÍLIO DA PLATAFORMA CMAPTOOLS NA FORMAÇÃO INICIAL DE PROFESSORES: UM RELATO DE EXPERIÊNCIA

## Michele Paulino 1 , Cristiana Silva 2 , Wally Menezes 3, Mairton Romeu 4

- 1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará/ Rede Nordeste de Ensino (RENOEN), Campus Fortaleza, michele.paulino02@aluno.ifce.edu.br
- 2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE)/Rede Nordeste de Ensino (RENOEN), Campus Fortaleza, cristiana.maria.santos68@aluno.ifce.edu.br
- 3 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE)/Rede Nordeste de Ensino (RENOEN), Campus Fortaleza, wally@ifce.edu.br
- 4 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE)/Rede Nordeste de Ensino (RENOEN), Campus Fortaleza, mairtoncavalcante@ifce.edu.br

## Resumo

Neste estudo, explorou-se a aplicação de mapas conceituais (MC) na formação inicial de professores de Física, destacando sua eficácia como uma ferramenta útil tanto no processo de ensino quanto na avaliação da aprendizagem. O propósito desta pesquisa é buscar indícios de como os MC podem facilitar a aprendizagem significativa. Para isso, foi realizada uma oficina prática utilizando a plataforma CmapTools como suporte tecnológico. Durante a oficina, os participantes foram introduzidos ao conceito de MC, aprenderam as etapas envolvidas na sua elaboração, exploraram suas aplicações no contexto da Física e receberam orientação sobre a utilização da ferramenta CmapTools. Ao final da experiência, os licenciandos responderam um questionário de opinião, o qual foi analisado a fim de avaliar a eficácia dessa abordagem pedagógica. Os resultados indicam que os licenciandos consideraram os MC uma metodologia altamente eficaz e acessível para o ensino de Física.

Palavras-chave : mapa conceitual; formação inicial; ensino de Física.

## Introdução

Uma consequência decorrente das características do ensino atual tem sido a distância entre a formação de professores e sua prática profissional, e entre essa prática e a aprendizagem dos alunos. Essa discrepância é um reflexo do problema enfrentado pelos cursos de formação sobre como formar profissionais cujo ensino promova a aprendizagem. Muitos cursos de licenciatura em Física estão voltados para o acúmulo de informações e o desenvolvimento de habilidades estritamente operacionais. Semelhantemente ocorre na educação básica, onde a resolução de problemas é feita com foco na substituição pura e simples dos conceitos em fórmulas e símbolos. Essa abordagem contribui para uma aculturação científica (Carvalho, 2012). Em contrapartida, sabe-se que a Física tem uma importância cada vez maior para a sociedade, pois está relacionada ao surgimento de novas tecnologias, contribui nas questões sobre os fenômenos naturais e para o entendimento das ações humanas sobre a natureza (Cachapuz et al , 2005). Logo, obter conhecimentos sobre este campo de estudo, possibilita condições para que os alunos possam participar de forma crítica e consciente na sociedade contemporânea.

Neste processo é fundamental que o educador adote novas abordagens pedagógicas, elaborando um plano de aula com práticas diversificadas, que possibilite

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

a participação ativa dos estudantes, conduzindo-os a desenvolverem um pensamento argumentativo em relação ao conteúdo. Para isto é necessário que a formação não se restrinja apenas ao modelo tradicional de ensino, exigindo uma transformação de atitudes e valores envolvidos (Carvalho, 2012). Nesta perspectiva, propõe-se a utilização de mapas conceituais (MC) na formação inicial como um recurso que pode ser útil na sala de aula. Os MC podem ser compreendidos como diagramas indicando relações significativas entre os conceitos, e normalmente se organizam hierarquicamente. No modelo hierárquico os conceitos mais inclusivos se concentram na parte superior do mapa e os conceitos específicos, menos abrangentes ficam na parte inferior (Moreira, 2005).

Os MC têm diversas finalidades, como análise curricular, técnica didática, recurso de aprendizagem e meio de avaliação. Como técnica didática, ajudam a mostrar relações significativas entre conceitos ao longo de uma aula, unidade de estudo ou curso. Quando usados como instrumento de avaliação, permitem visualizar a organização conceitual do aluno, evidenciando a aprendizagem significativa (AS). Esses diagramas foram desenvolvidos para promover a AS, na qual novas informações adquirem significado ao se ancorarem na estrutura cognitiva preexistente do indivíduo (Moreira, 2005).

Nesse sentido foi realizada uma oficina de construção de MC hierárquicos com licenciandos do curso de Física, baseando-se na proposta de Novak e Gowin (1988). A utilização desta abordagem é justificada pelo alinhamento com práticas pedagógicas atuais, por estimular a organização do conhecimento complexo da Física, desenvolvimento de habilidades cognitivas e facilitação da AS. Além disso, a utilização de MC promove uma compreensão aprofundada dos conceitos, ao mesmo tempo em que contribui para a prática educacional futura dos graduandos. Logo, o objetivo deste artigo é documentar e avaliar os desafios e os benefícios percebidos durante o processo de formação inicial de professores de Física com a utilização de MC.

## Metodologia

Esta pesquisa adota um delineamento de natureza qualitativa. Nesse tipo de pesquisa, a interpretação dos dados é o elemento central do domínio metodológico, a qual envolve compreender os significados tanto do ponto de vista do pesquisador quanto dos sujeitos da pesquisa. O pesquisador interpretativo observa de forma participativa dentro do ambiente estudado, imergindo no fenômeno de interesse (Moreira, 2011).

A oficina de construção de MC ocorreu na disciplina Metodologia em Ensino de Física, para o curso de Licenciatura em Física, em nível de graduação, de uma Instituição de Ensino Superior, em Fortaleza-CE. A oficina se desenvolveu em dois dias, onde cada dia teve a duração de 2h/a de 50 min cada. A disciplina é ministrada no turno noturno, no horário de 18:30 as 20:10. Sabe-se que uma grande maioria do público noturno trabalha durante o dia, o que, muitas vezes reflete em atrasos, faltas às aulas, bem como um baixo envolvimento nas atividades, devido ao cansaço, fato este, que foi observado com os licenciandos.

A turma é considerada pequena, composta por apenas 9 alunos matriculados, os quais cursavam semestres diferentes na graduação em Física, e tinham idades variando entre 22 anos a 53 anos. No primeiro dia estiveram presentes 5 alunos, e no segundo dia 6 alunos. As aulas iniciaram-se com um atraso de 20 min, devido a espera pelos alunos, pois por ser uma turma pequena ficaria inviável iniciar com 1 ou 2

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estudantes. A oficina foi planejada, seguindo as etapas presentes no Quadro 1, a seguir.

Quadro 1: Planejamento da oficina de elaboração de mapas conceituais

## INTRODUÇÃO

- · Apresentação do tema e dos objetivos da aula.
- · Contextualização da importância dos MC como ferramenta de ensino.
- · Apresentação das etapas de construção de MC.

## DESENVOLVIMENTO

- 1. Construção de um MC no quadro, com a participação da turma. O tema pode ser escolhido previamente ou decidido em conjunto.
- 2. Os alunos trabalharão em duplas para criar MC em papel, com um tópico de Física de sua escolha. O professor fornecerá orientações e feedback durante essa etapa.
- 3. Introdução ao uso da ferramenta CmapTools . Os alunos terão a oportunidade de explorar a ferramenta e criar um MC online .
- 4. Apresentação das duplas: cada dupla apresentará seu MC para a turma, explicando os conceitos e as conexões estabelecidas.

## CONCLUSÃO

- · Discussão em sala sobre as experiências na construção dos MC.
- · Reflexão sobre como os mapas podem ser aplicados no ensino de Física.
- · Preparação para a atividade de avaliação da aprendizagem.

Os objetivos da oficina consistiram em: facilitar a compreensão dos MC e sua importância no processo de ensino-aprendizagem; contribuir no desenvolvimento de habilidades para criar MC de forma eficaz; ensiná-los a utilizar a ferramenta CmapTools para a criação de MC digitais; incentivar a aplicação dos conhecimentos adquiridos na disciplina de Física, como docentes; e aprimorar a capacidade de comunicação e apresentação oral dos estudantes por meio das apresentações e discussões em sala de aula. Vale ressaltar, que entre as vantagens do software CmapTools está a identificação dos conceitos, palavras de ligação e proposições presentes no MC, o que facilita a análise e avaliação dos mesmos.

## Experiência Prática: Oficina de Construção de Mapas Conceituais

No primeiro momento foram apresentados alguns tipos de mapas de conceitos: teia de aranha ou mapa mental, fluxograma, e hierárquicos. Para cada um, foram explicitadas as vantagens e desvantagens. Em seguida focou-se na elaboração de mapas do tipo hierárquico. Pois se acredita que este modelo é o que melhor representa a estrutura cognitiva dos conhecimentos relativos a determinado assunto, por explicitar a relação entre os conceitos de forma clara e organizada. Com o intuito de oferecer subsídios para a construção dos MC, foram adotadas as etapas sugeridas por Moreira (2005), apresentadas a seguir.

- 1. Identifique os conceitos-chave do conteúdo que vai mapear e ponha-os em uma lista. Limite entre 10 e 15 o número de conceitos.
- 2. Ordene os conceitos, colocando o(s) mais geral(is), mais inclusivo(s), no topo do mapa e, gradualmente, vá agregando os demais até completar o diagrama de acordo com o princípio da diferenciação progressiva.
- 3. Se o mapa se refere, por exemplo, a um parágrafo de um texto, o número de conceitos fica limitado pelo próprio parágrafo. Se o mapa incorpora também o seu conhecimento sobre o assunto, além do contido no texto, conceitos mais específicos podem ser incluídos no mapa.

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- 4. Conecte os conceitos com linhas e rotule essas linhas com uma ou mais palavras-chave que explicitem a relação entre os conceitos.
- 5. Setas podem ser usadas quando se quer dar um sentido a uma relação.
- 6. Evite palavras que apenas indiquem relações triviais entre os conceitos. Busque relações horizontais e cruzadas.
- 7. Exemplos podem ser agregados ao mapa, embaixo dos conceitos correspondentes. Em geral, os exemplos ficam na parte inferior do mapa.
- 8. Geralmente, o primeiro mapa tem simetria pobre e alguns conceitos ou grupos de conceitos acabam mal situados. Nesse caso, é útil reconstruir o mapa.
- 9. Talvez neste ponto você já comece a imaginar outras maneiras de fazer o mapa, outros modos de hierarquizar os conceitos. Um mapa conceitual é um instrumento dinâmico, refletindo a compreensão de quem o faz no momento em que o faz.
- 10. Não se preocupe com 'começo, meio e fim', o mapa conceitual é estrutural, não sequencial. O mapa deve refletir a estrutura conceitual hierárquica do que está mapeado.
- 11.Compartilhe seu mapa com colegas e examine os mapas deles.

Durante a apresentação das etapas, os alunos participaram tirando dúvidas. Dentre elas, um aluno perguntou se os conceitos precisavam todos estar relacionados dentro de um tema geral. Foi explicado que para a proposta que foi colocada a eles, deviam sim estar relacionados ao tema proposto. Dando sequência, houve a elaboração de um mapa em conjunto com a turma sobre um tema de Física conhecido por todos, as Leis de Newton.

Este momento foi conduzido pelo professor pesquisador, seguindo as etapas apresentadas anteriormente, ou seja, inicialmente foi apresentado o tema, em seguida pediu-se que os alunos falassem os conceitos relacionados ao tema que achavam mais relevantes e o professor foi anotando todos no canto do quadro. O objetivo era coletar de 10 a 15 conceitos. Todos os alunos participaram desta etapa, sugerindo conceitos, e como fazer as relações entre eles. O professor da disciplina também contribuiu com algumas sugestões. Já o professor pesquisador interviu minimamente. No Quadro 2 apresenta-se o total de conceitos sugeridos e usados na confecção do mapa.

Quadro 2: Conceitos utilizados no mapa conceitual sobre Leis de Newton

Dessa forma, o MC foi elaborado em conjunto, pela turma, no quadro branco, com a mediação do professor pesquisador. Ao final, o MC apresentou 21 conceitos, 22 proposições (todas válidas), 13 palavras de ligação, e 2 relações cruzadas. Ao analisar o MC observa-se que apesar do tema proposto ser 'As Leis de Newton', a abordagem foi mais ampla, envolvendo toda a área da mecânica. Porém, não foi retratada a parte da Cinemática, devido a limitação de conceitos, e falta de espaço no

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quadro. Posteriormente, para melhor apresentação, o mapa foi refeito na ferramenta CmapTools , o qual pode ser visualizado na Figura 1, abaixo.

Figura 1: Mapa conceitual construído em grupo pela turma

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Prosseguindo com a oficina, foi sugerido elaboração de um novo MC em dupla. No entanto, como havia poucos alunos presentes alguns optaram por fazer individualmente. Dessa forma, tivemos 1 dupla, e três confecções individuais. Os alunos foram orientados a escolher um tema livre, de física, diferente do já trabalhado na aula, e seguindo as mesmas etapas propostas por Moreira (2005). Os temas escolhidos foram: termodinâmica, termologia e cinemática. Os mapas foram confeccionados de forma manual, no papel, e ao serem concluídos, foram recolhidos, finalizando assim, o primeiro dia de oficina.

No segundo dia, a aula se iniciou com uma recapitulação do que havia sido feito na aula anterior. Em seguida, os alunos foram direcionados a apresentaram os seus mapas para a turma, explicando as relações conceituais. Para facilitar a visualização por todos foi utilizado um aparelho de projeção de imagens, onde foi reproduzido uma foto de cada mapa. Os estudantes vieram a frente e explicaram a relação entre os conceitos. Neste momento algumas observações foram feitas pelo professor pesquisador, visto que algumas relações conceituais não estavam muito claras.

Logo após este momento, o professor apresentou a ferramenta Cmap Tols e demonstrou como utilizá-la. Alguns dos comandos trabalhados, foram: para criar conceitos devia-se dar um duplo clique; para conectar os conceitos, devia-se clicar e arrastar a seta; para editar o texto, dar um duplo clique; para mover o conceito de

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lugar, bastava clicar, segurar, e arrastar para onde se queria; para excluir algum conceito, linha ou palavra de ligação, basta selecionar, clicar com o botão direito e selecionar a opção apagar. Também se mostrou como alterar a fonte, tamanho, estilo, cores, alinhamento, entre outras funcionalidades.

Foi então solicitado aos alunos que reproduzissem o mapa feito no papel no Cmap Tols e enviassem para o professor. Para que todos tivessem um contato com a ferramenta, pediu-se que trabalhassem individualmente. Além disso, foi orientado que eles deveriam 'melhorar' os mapas, deixar mais rico em significados. Portanto, teriam que acrescentar pelo menos cinco conceitos. E acrescentar as palavras de ligação que estavam faltando. Finalizando esta etapa, solicitou-se que os licenciandos respondessem ao questionário de opinião sobre a metodologia e a ferramenta utilizadas.

## Resultados e Discussão

- O questionário de opinião consistiu de 8 questões utilizadas como forma de avaliar a metodologia utilizada. A primeira questão pediu para que os alunos avaliassem quão útil tinham achado a metodologia de MC para entender/estudar os conceitos de Física, numa escala de 1 a 5. Quatro alunos, escolheram a escala 5, de maior valor, representando 67% da turma, o que indica que estes consideram a metodologia muito válida para o ensino de Física. Um dos participantes escolheu a escala 4, e outro escolheu a escala 3. Ninguém escolheu as menores escalas 1 e 2, indicando que todos consideram a metodologia importante.

A questão dois solicitou que os licenciandos classificassem o grau de dificuldade em criar seu próprio MC durante a oficina, escolhendo uma das opções: fácil, moderado, ou difícil. Com as respostas constatou-se que nenhum dos participantes consideram a construção dos mapas difícil, e que 50% consideraram fácil e 50% consideraram moderado. Isso indica que a metodologia se mostra acessível e de fácil implementação. Já a questão três trouxe o seguinte enunciado 'A aula sobre MC foi informativa e clara?' Os estudantes podiam escolher entre as opções: sim, não, um pouco. Todos responderam que sim. Isso indica que a compreensão do conceito de MC e sua importância no processo de ensinoaprendizagem foram favorecidas, indo de encontro ao primeiro objetivo proposto para a oficina.

A questão quatro indagou-os sobre a função dos MC em ajudar na organização das ideias e informações de forma mais clara. Eles poderiam responder: sim, não, ou não tenho certeza. Porém, todos os alunos responderam sim à essa pergunta. Isso sugere que, na percepção deles, os MC são uma ferramenta eficaz para estruturar o conhecimento. A questão 5 perguntou qual aspecto consideravam mais valioso na oficina. A seguir apresentam-se as respostas dos licenciandos.

- A1: 'Aprender sobre a fundamentação teórica dessa ferramenta, bem como, criar o próprio mapa'.
- A2: 'Primeiramente, a interação da tecnologia com o ensino de física, com a utilização de ferramentas específicas, memorização dos principais pontos específicos de um tema proposto'.
- A3: 'O aspecto mais valioso, sem dúvida, foi visualizar e aprender a utilizar essa ferramenta que aumenta a interação e o entendimento do aluno'.
- A4: 'Foi a exposição, no qual temos que fazer para facilitar o entendimento, ou seja, para entender as classificações dos temas'.

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- A5: 'A elaboração de tópicos, que quando bem escolhidos, ajudam na construção do mapa e na organização de ideias'.
- A6: 'O método inovador, e uma nova proposta de futuro professor avaliar seus alunos'.

Essas respostas indicam que os licenciandos perceberam múltiplos benefícios na oficina, desde a fundamentação teórica e prática dos MC até a integração com a tecnologia, a facilitação da compreensão e a inovação na avaliação. Cada participante destacou aspectos diferentes, mas todos reconheceram a importância dessa ferramenta para a melhoria do ensino e da aprendizagem. A questão 6, indagou-os se houve algum desafio específico que tenham enfrentado ao criar o MC, e pediu que explicitassem. As respostas seguem-se abaixo:

- A1: 'Não considerei uma atividade particularmente desafiadora'.
- A2: 'Minha principal dificuldade foi a criação de um layout para melhor representar o meu mapa conceitual, palavras de ligação para relacionar o tema chave do mapa. Desafio não fazer parecer o meu mapa um fluxograma'.
- A3: 'Não, o aplicativo usado é bem auto explicativo'.
- A4: 'Sim, pelo fato de não conhecer a ferramenta para fazer o mapa conceitual no computador. Mas foi de fácil conhecimento'.
- A5: 'Apenas em algumas ferramentas do software utilizado, mas na construção do mapa em si não houve muita dificuldade'.
- A6: 'A parte de aplicar os conceitos de Física no computador'.

De um modo geral, as respostas indicam que a tarefa foi acessível e as ferramentas digitais usadas eram suficientemente intuitivas. Alguns relataram dificuldades iniciais relacionadas ao desconhecimento da ferramenta ou ao uso do software , mas as dificuldades foram superadas e não impactaram significativamente a construção do mapa.

A questão sete trouxe o seguinte questionamento: você acredita que os MC podem ser uma ferramenta útil no ensino de Física? Eles podiam responder entre sim, não e talvez. Todos responderam que sim. O resultado mostra que os licenciandos veem os MC como uma ferramenta valiosa e eficaz para o ensino de Física. A aceitação unânime sugere que a oficina conseguiu transmitir com sucesso a importância e a aplicabilidade dos MC, gerando confiança nos futuros professores de que essa ferramenta pode realmente melhorar a compreensão e o ensino dos conceitos de Física. Por fim, a questão oito perguntou se havia alguma sugestão ou comentário sobre a oficina ou a metodologia de MC. As respostas são apresentadas a seguir:

- A1: 'Não tenho nada a acrescentar'.
- A2: 'Muito importante o uso dessa metodologia de ensino, oficina foi bastante rica tanto na parte teórica como na prática. Não conhecia a ferramenta de criação de mapas ( CmapTools ), achei bem interessante e proveitoso'.
- A3: 'Ferramenta de suma importância, pois como uma metodologia ativa que vai tirar o aluno da sua zona de conforto, despertando nele o interesse pelo conteúdo em questão'.
- A4: 'A sugestão é para que nós debatêssemos mais sobre o mapa conceitual para apresentação em salas de aulas'.
- A5: 'Trazer exemplos de mapas aplicados aos diferentes conteúdos da Física, incluindo das matérias do curso em si, à nível superior, como cálculo 1, 2, 3, física moderna e etc.'.

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A6: 'Poderia ser usado na formação dos professores'.

As respostas mostram que os licenciandos, em sua maioria, valorizaram a oficina, reconhecendo a importância tanto na parte teórica quanto prática. No entanto, eles também identificaram áreas que poderiam ser aprimoradas, refletindo um desejo de aprofundar o entendimento e a aplicação dos MC.

Para adaptar o uso de MC no Ensino Médio, é importante considerar o nível de complexidade dos conceitos abordados e a familiaridade dos alunos com essa ferramenta. Por isso, recomenda-se iniciar com temas mais simples e aumentar gradualmente a complexidade dos mapas, permitindo que os estudantes desenvolvam suas habilidades de organização conceitual. O uso de ferramentas digitais, como o CmapTools , com foco em atividades colaborativas pode facilitar esse processo, tornando-o mais atraente e engajador, além de familiarizar os alunos com tecnologias educacionais, e promover discussões e reflexões sobre os conceitos.

## Conclusão

Os resultados da oficina indicam que os objetivos propostos foram alcançados. Os licenciandos demonstraram uma boa compreensão dos MC e reconheceram sua importância no processo de ensino-aprendizagem, com a maioria avaliando a metodologia de forma muito positiva. Além disso, os participantes desenvolveram novas habilidades para criar MC, encontrando pouca dificuldade na utilização do software CmapTools , o que mostra que a oficina foi bem-sucedida em ensinar o uso dessa ferramenta digital. A aceitação unânime dos MC como uma ferramenta útil para o ensino de Física evidencia que os conhecimentos adquiridos serão aplicados em suas futuras práticas docentes.

Entretanto, as sugestões dos participantes apontam para oportunidades de aprimoramento na oficina, especialmente em relação a inclusão de mais debates em sala de aula sobre os MC e a apresentação de exemplos aplicados a diferentes conteúdos de Física, o que pode enriquecer ainda mais a formação, proporcionando uma experiência mais interativa e contextualizada. Além disso, foi citado a importância de incluir esta abordagem na formação dos futuros professores.

## Referências

CACHAPUZ, A. et al . A Necessária Renovação do Ensino das Ciencias. (org.). - São Paulo, Cortez, 2005.

CARVALHO, A. M. P. Formação e prática profissional dos professores de Física. In : Garcia, Nilson M. D et al . A pesquisa em ensino de física e a sala de aula: articulações necessárias. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2012.

MOREIRA, M. A. Metodologias de Pesquisa em Ensino. São Paulo: Editora Livraria da Física, 2011.

MOREIRA, M. A. Mapas conceituais e aprendizagem significativa. Revista Chilena de Educação Científica , 4(2): 38-44, 2005. Disponível em: https://www.if.ufrgs.br/~moreira/mapasport.pdf. Acesso em 10 de ago. 2024.

NOVAK, J.; GOWIN, D. Aprendiendo a aprender. Ediciones Martínez Roca, Barcelona, 1988. Disponível em: https://www.terras.edu.ar/biblioteca/3/EEDU\_Novak-Gowin\_Unidad\_1(1).pdf. Acesso em 12 de ago. 2024.

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