REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE AS METODOLOGIAS ATIVAS NAS DISSERTAÇÕES DO MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA.

## REVISÃO BIBLIOGRÁFICA SOBRE AS METODOLOGIAS ATIVAS NAS DISSERTAÇÕES DO MESTRADO NACIONAL PROFISSIONAL EM ENSINO DE FÍSICA.

Catarina de Oliveira Nunes 1 , Silvana Perez 2 2 , Simone da Graça de Castro Fraiha 3³

- 1 Universidade Federal do Pará /Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física /catarina.nunes@icen.ufpa.br

## Resumo

No contexto do ensino de Física, é possível dizer que os alunos aprendem quando são expostos a uma variedade de situações problemáticas que exigem a aplicação de inúmeros conceitos físicos, além de representações simbólicas que ajudem os estudantes a fomentarem a construção do conhecimento cientifico. A revisão bibliográfica apresentada neste trabalho é parte do trabalho de mestrado de uma das autoras (Nunes), que irá desenvolver uma proposta didática com a temática, metodologia e enfoque acima. O trabalho de mestrado pretende entender como propostas didáticas que utilizam metodologias ativas se relacionam com a aprendizagem. Assim, a revisão bibliográfica realizada teve como objetivo entender se há estudos com novas metodologias ativas, explorarando diversas fontes acadêmicas e estudos empíricos, especialmente no ensino de Física, e os impactos observados na educação. Como base de dados foram analisados os títulos de 2300 dissertações do MNPEF (Mestrado Nacional Profissional do Ensino de Física) do período 2019-2023, recorte disponibilizado desde o início do programa ate abril de 2023.

Palavras-chave : Ensino de Física; Metodologias Ativas; Revisão Bibliográfica.

## Introdução

- O ensino e a aprendizagem de estudantes do Ensino Médio, especialmente nas Ciências Exatas e Naturais, são considerados grandes desafios no contexto atual da educação brasileira. Embora essa dificuldade na vivência escolar seja relevante nos dias de hoje, esse problema já era evidente há algumas décadas. O ensino de Ciências tinha como único propósito o ingresso no Ensino Superior, caracterizandose por uma transmissão unilateral e expositiva dos conteúdos (ROSA; ROSA, 2012), também conhecida como ensino tradicional, que nem sempre é eficaz na aprendizagem dos alunos.
- O uso de metodologias ativas no ensino de física é essencial para o desenvolvimento de estudantes mais críticos e participativos, capazes de resolver problemas. As metodologias ativas promovem a participação ativa dos alunos no processo de aprendizagem. Isso difere do modelo tradicional, onde o professor é o único transmissor de conhecimento e os alunos são meramente receptores.

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20 a 24 de janeiro de 2025 - Niterói - RJ

## Metodologias Ativas

As metodologias ativas surgiram na década de 1980 como alternativa a uma tradição de aprendizagem passiva, onde a apresentação oral dos conteúdos, por parte do professor, se constituía como única estratégia didática (ROSA; MOTA, 2018).

As metodologias ativas podem ser aplicadas de diversas formas como estratégias didáticas, incluindo a problematização, o Arco de Maguerez, a Aprendizagem Baseada em Problemas (PBL), a Aprendizagem Baseada em Equipes (TBL) e o Círculo de Cultura (PAIVA; PARENTE; BRANDÃO; QUEIROZ, 2016).

Além dessas abordagens, Filatro e Cavalcanti (2018) identificam outras formas de aprendizagem ativa, como a Aprendizagem Baseada em Projetos, o Movimento Maker, a Instrução por Pares , os Alunos como Designers e o Design Thinking.

Outro exemplo de metodologia ativa é a sala de aula invertida , que tem sido cada vez mais adotada tanto no Ensino Básico quanto no Ensino Superior (VALENTE, 2014). A popularização dessa abordagem é frequentemente atribuída às facilidades proporcionadas pelas tecnologias digitais de informação e comunicação.

Para Jerome Bruner, a Aprendizagem Baseada em Investigação (ABI) , também conhecida como Inquiry-Based Learning , é uma metodologia de ensino que visa fomentar a autonomia dos alunos, incentivando-os a desenvolver seus próprios métodos de investigação. Nesse processo, o professor apresenta um questionamento inicial, e os alunos, seja de forma individual ou em grupo, são responsáveis por elaborar suas análises sobre o problema proposto.

A metodologia ativa funciona como um processo mental que não ocorre automaticamente e que se desenvolve quando os alunos constroem, testam e refinam seus modelos mentais do que está sendo aprendido (MICHAEL; MODELL, 2003). O uso das metodologias ativas permite que o aluno deixe de ser um agente passivo no processo de aprendizagem para ser o ativo, ou seja, ele participa efetivamente da construção do próprio conhecimento.

## Aprendizagem Baseada em Problemas (PBL)

Uma das metodologias ativas de ensino estudadas é a denominada Aprendizagem baseada em Problemas (ABP), em inglês Problem-based learning. De acordo com Filatro e Cavalcanti (2018),

o modelo de APB disseminado na literatura é o da Universidade de Maastricht, o qual organiza a resolução de problemas em sete etapas: discutir um caso, identificar perguntas, brainstorming, análise dos resultados do brainstorming, definir tarefas e objetivos de aprendizagem, estudar o tema, sintetizar os resultados, soluções, reflexões. (FILATRO; CAVALCANTI, 2018, p. 32-33).

## Aprendizagem Baseada em Projetos (PBL)

Aprendizagem Baseada em Projetos (ABP) como uma metodologia cujo potencial envolve não só o trabalho colaborativo, como também o desenvolvimento da capacidade de resolução de problemas abertos e a interdisciplinaridade. Segundo Bender (2014, p.15),

[...] a ABP pode ser definida pela utilização de projetos autênticos e realistas, baseados em uma questão, tarefa, ou problema altamente motivador e envolvente, para ensinar

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conteúdos acadêmicos aos alunos no contexto do trabalho cooperativo para a resolução de problemas.

A ABP tem se mostrado capaz de envolver os estudantes em investigações que ultrapassam os limites da sala de aula e que, além da aprendizagem acadêmica, proporcionam motivação, engajamento e, em muitos casos, contribuições à comunidade na qual os alunos estão inseridos (Bender, 2014). Essas características, desejadas por todos os ramos da educação, podem ser especialmente úteis em disciplinas costumeiramente consideradas difíceis e de baixo interesse para grande parte dos alunos da educação básica.

## Sala de Aula Invertida - Flipped Classroom

A sala de aula invertida é uma estratégia de ensino que permite que os professores se envolvam mais ativamente com os alunos na sala de aula. Segundo o relatório Flipped Classroom Field Guide (2014), as três regras de ouro da inversão são as seguintes: a) os ambientes de aprendizado em sala de aula são altamente estruturados; b) as atividades em sala de aula envolvem uma quantidade significativa de perguntas, resolução de problemas e outras atividades de aprendizagem, forçando os alunos a recuperar, aplicar e/ou ampliar o material aprendido fora da classe.

De acordo com Valente (2012), na abordagem da sala de aula invertida, o aluno estuda antes da aula e a aula se torna o lugar de aprendizagem ativa, onde há perguntas, discussões e atividades práticas.

## Aprendizagem Baseada em Equipes - Team-based learning (TBL)

Trata-se da aplicação de um método de aprendizagem ativa em pequenos grupos, em um ambiente no qual os estudantes assumem a responsabilidade pela sua aprendizagem, tanto de forma individual quanto coletiva.

- O TBL ocorre em três etapas, que se iniciam com a preparação prévia dos alunos, estudando o material disponibilizado para a aula. Na sala de aula, os alunos completam um teste de garantia de preparo, composto por 5 a 20 perguntas de múltipla escolha. Depois de responder individualmente, o mesmo teste é respondido por uma equipe. Na equipe, os alunos devem chegar a um consenso de qual é a melhor resposta, depois de discutirem e externarem seus pontos de vista. Ao fim dessa etapa, os alunos trabalham em atividades em que precisam aplicar os conceitos trabalhados nas fases anteriores.

## Instrução por Pares - Peer Instruction

Segundo Erik Mazur (2015), criador e desenvolvedor da estratégia, o Peer Instruction ensina os fundamentos conceituais e auxilia os estudantes a alcançar um melhor desempenho na resolução de problemas tradicionais, tornando o ensino mais acessível e gratificante. Para o autor, essa abordagem se diferencia das metodologias convencionais, pois as aulas consistem em uma série de apresentações curtas sobre os pontos-chave, seguidas por um teste conceitual - pequenas questões relacionadas ao conteúdo discutido. Quando a maioria dos alunos escolhe a resposta correta, a aula segue adiante; caso contrário, os conceitos são revistos e uma nova avaliação é realizada (MAZUR, 2015).

## Aprendizagem Baseada em Investigação (ABI) - Inquiry-Based Learning

A Aprendizagem Baseada em Investigação (ABI) é uma metodologia que busca ultrapassar a simples transmissão de fatos, envolvendo um conjunto de práticas

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pedagógicas que se distanciam do ensino tradicional de Ciências (SANDOVAL; DANISZEWSKI, 2004). Segundo Savery (2006), a ABI tem suas raízes nas ideias de John Dewey, que destaca a importância de estimular a curiosidade do aluno como elemento essencial para o processo de aprendizagem. Para Lim (2004), a ABI reflete o desejo dos educadores de tornar o aprendizado mais significativo, facilitando a transferência do conhecimento e contribuindo para a aquisição duradoura de conceitos.

## Gamificação

Gamificação é a utilização de mecânicas baseadas em games, estética e pensamento gamer para engajar as pessoas, motivar ações, promover o aprendizado e a solução de problemas' (KAPP, 2012).

Kapp ressalta que,

- a gamificação, é o processo ideal para a criação de ambientes de aprendizagem engajante. Elementos de games, tais como o fornecimento de alunos com permissão para falhar, incentivo de pensar fora da caixa, e promovendo uma sensação de controle criam experiências de aprendizado. A adição de elementos de games em cima de ambientes de aprendizagem tradicionais é uma forma de criar aprendizagem que auxilia na retenção e é impactante (KARL KAPP, 2012, p.9).

A promoção de aprendizagem nesse tipo de ambiente, na perspectiva de Kapp (2012), tem características muito similares às adotadas pelos professores em sala de aula, como por exemplo, a distribuição de pontos, a existência de feedback e o encorajamento para a colaboração em atividades extracurriculares que constam nos planos pedagógicos.

## Ensino Hibrido - (Blended Learning)

É possível encontrar diversas definições de ensino híbrido na literatura. De maneira geral, todas elas apontam para a convergência de dois modelos de aprendizagem: o modelo presencial, em que o ensino ocorre em sala de aula, como tradicionalmente ocorre, e o modelo online, que faz uso das tecnologias digitais para facilitar o processo de aprendizagem.

Podemos considerar que esses dois ambientes de aprendizagem, a sala de aula tradicional e o espaço virtual, tornam-se gradativamente complementares. Segundo Bacich, isso ocorre porque,

- [...} além do uso de variadas tecnologias digitais, o indivíduo interage com o grupo, intensificando a troca de experiências que ocorre em um ambiente físico, a escola. O papel desempenhado pelo professor e pelos alunos sofre alterações em relação à proposta de ensino considerado tradicional, e as configurações das aulas favorecem momentos de interação, colaboração e envolvimento com as tecnologias digitais (Bacich, 2013).

## Revisão Bibliográfica

Como parte do trabalho de pesquisa que vem sendo realizado no Grupo de Pesquisa em Ensino de Física (GPEF) da Universidade Federal do Pará (UFPA) foi realizado uma revisão bibliográfica que teve o intuito de averiguar a existência de trabalhos na literatura acadêmico-científica sobre a temática de metodologias ativas

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no ensino de Física. Desse modo, buscou-se trabalhos do campo da física realizados em conformidade com o tema, por meio de ferramentas tecnológicas ou manuais, com o uso de sites acadêmicos e acervos bibliotecários.

Procedeu-se a esse levantamento por meio de títulos relevantes referentes as metodologias ativas, voltados para Ciências Físicas cujo período de publicação considera de 2019 a 2023. As palavras chaves para esse levantamento da pesquisa foram: Metodologias Ativas, Aprendizagem Baseada em Projetos, Aprendizagem Baseada em Problemas, Sala de Aula Invertida, Ensino Híbrido , Gamificação, Ensino por Investigação, e todas as derivações das palavras chaves. Vale ressaltar que as autoras acharam penitente incluir nesta pesquisa a estratégia de ensino (Interdisplinaridade). Baseada na quantidade de trabalhos encontrados durante está pesquisa, que utilizaram essa estratégia junto com alguma metodologia de ensino.

## Levantamento de dissertações do MNPEF - Metodologias Ativas

O Programa de Pós-Graduação do Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física (MNPEF) é um curso em rede nacional organizado pela Sociedade Brasileira de Física (SBF) que reúne diferentes polos e distintas Instituições de Ensino Superior. Esse curso de pós graduação apresenta um acervo de obras dissertativas feitas por professores em efetivo exercício de docência em Física na educação básica com diplomas de graduação em Física (Licenciatura ou Bacharelado) ou áreas afins, reconhecidos pelo Ministério de Educação.

Foram pesquisadas as dissertações de Mestrado publicadas na página oficial do MNPEF associadas tema que inclui alguma metodologia ativa mencionada anteriormente, disponível no link: http://www1.fisica.org.br/mnpef/dissertacoes, para o período estipulado.

Nesta pesquisa, foram encontradas cerca de 27 dissertações durante o período de 2019 a 2023 (Gráfico 1).

GRÁFICO 1: Número de dissertações encontradas no período de 2019 à 2023

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Fonte: própria autora

Foi elaborado um quadro (Quadro 01) para a análise dos artigos selecionados, com as principais informações de cada pesquisa: título; objetivo; cenários de uso das metodologias ativas de ensino-aprendizagem; tipos de estratégia de operacionalização dessas metodologias; discussão dos benefícios e desafios do uso dessas metodologias.

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QUADRO 01: Categorias de análise

Fonte: própria autora

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De acordo com as análises realizadas nas dissertações encontradas, foi possível identificar quais as principais tendências e ausências de Metodologias ativas (Quadro 02).

QUADRO 02: Metodologia Ativas - Tendências e ausências

Fonte: própria autora

## Resultados das análises de conclusões/considerações nas dissertações

Foi realizado uma pesquisa referente as respostas dadas nas conclusões das dissertações acerca da potencialidade do uso de metodologias ativas. No Gráfico 04, observa-se as respostas positivas, negativas e neutras das dissertações, de acordo com os autores e aplicadores.

GRÁFICO 02 :Conclusões acerca das metodologias ativas

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Das 27 dissertações encontradas, 21 respostas positivas observadas nas considerações das dissertações pesquisadas sobre as metodologias ativas, o que nos dá um indicativo que as metodologias ativas utilizadas nessas dissertações, potencializaram de forma significativa a construção do conhecimento dos estudantes e docentes aplicadores de suas pesquisas. Destaca-se assim a importância do uso de metodologias ativas, a fim de potencializar o ensino e aprendizagem dos educandos.

## Referências:

BACICH, Lilian; MORAN, José. Metodologias ativas para uma educação inovadora . Porto Alegre: Penso, 2017.

BERBEL, Neusi Aparecida Navas. As metodologias ativas e a promoção da autonomia de estudantes. Semina: Ciências Sociais e Humanas, Londrina, v. 32, n. 1, p. 25-40, jan./jun. 2011

FILATRO, Andrea; CAVALCANTI, Carolina. Metodologias inov-ativas na educação presencial, a distância e corporativa . São Paulo: Saraiva Educação, 2018.

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FREIRE, Paulo. A importância do ato de ler; em três artigos que se completam . SãoPaulo: Autores Associados/Cortez, 1987.

KAPP, K. M. The Gamification of learning and Instruction: Game-based Methods and Strategies of Training and Education . Pfeiffer, 2012.

LIM, Byung-ro. Challenges and issues in designing inquiry on the Web. British Journal Of Educational Technology, [s.l.], v. 35, n. 5, p.627-643, set. 2004.

MAZUR, Eric. Peer instruction: a revolução da aprendizagem ativa . Tradução de Anatólio Laschuk. Porto Alegre: Penso, 2015. e-PUB.

MICHAEL, J; MODEL, H.I. (2003). Active learning in secondary and college science classrooms: a working model for helping the learner to learn. Routledge .

MOREIRA, M. A.; Aprendizagem significativa em mapas conceituais . Textos de Apoio ao Professor de Física 24 (6), 2013.

MOTA, A. R.; WERNER DA ROSA, C. T. Ensaio sobre metodologias ativas: reflexões e propostas . Revista Espaço Pedagógico, [S. l.] , v. 25, n. 2, p. 261-276, 2018.

PAIVA, Marlla Rúbya Ferreira; PARENTE, José Reginaldo Feijão; BRANDÃO, Israel Rocha; QUEIROZ, Ana Helena Bomfim . Metodologias ativas de ensino aprendizagem: revisão integrativa . SANARE, v. 15 n. 2, p. 145-153, 2016.

ROSA, Cleci Werner; ROSA, Álvaro Becker. O ensino de ciências (Física) no Brasil: da história às novas orientações educacionais . Revista Ibero-americana de Educação, [s. l.], v. 58, n. 2, p. 1- 24, 2012.

SANDOVAL, W. A., DANISZEWSKI, K. Mapping Trade-Offs in Teachers' Integration of Technology-Supported Inquiry in High School Science Classes . Journal Of Science Education And Technology, [s.l.], v. 13, n. 2, p.161-178, jun. 2004

SAVERY, J. Overview of problem-based learning: definitions and distinctions. The Interdisciplinary Journal of Problem based Learning. v.1, p. 9-20, 2006.

VALENTE JA. Blended learning e as mudanças no ensino superior: a proposta da sala de aula invertida. Educ rev [Internet]. 2014.

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