OBJETOS DE APRENDIZAGEM E O PROCESSO DE ENSINO-APRENDIZAGEM: ANÁLISE DE CONTROVERSIAS NO ENSINO DE FÍSICA

## OBJETOS DE APRENDIZAGEM E O PROCESSO DE ENSINOAPRENDIZAGEM: ANÁLISE DE CONTROVERSIAS NO ENSINO DE FÍSICA

## LEARNING OBJECTS AND TEACHING-LEARNING PROCESS: ANALYSIS OF DISPUTES IN THE TEACHING OF PHYSICS

Carolina R. Souza 1 , Alessandra R. Arantes , Nelson Studart 1 1

1 Universidade Federal de São Carlos

rs.carol.souza@gmail.com, ale.riposati@gmail.com, n.studart@gmail.com

## Resumo

Cada vez mais as escolas sentem a necessidade de adaptar seu processo de ensino à presença de nativos digitais, que em um futuro próximo será majoritária, entre os estudantes. Com o continuado acesso à internet de camadas mais amplas da população, dissiminou-se entre os jovens as redes sociais, blogs, wikis e mensagens instantâneas. Tais recursos estão presentes não só em computadores mas também em objetos portáteis como tablets e smartfones. Por conta dessa rápida dissiminação, urge a necessidade dos professores encontrarem formas de incorporar pedagogicamente essas ferramentas. É indiscutível as inúmeras barreiras a serem enfrentadas pela escola e pelo professor para a utilização desses recursos. Como se trata de algo novo, há necessidade do professor readequar sua prática, além de aprender a buscar recursos didáticos digitais, também chamados de Objetos de Aprendizagem (OA). O presente trabalho tem como objetivo, a partir de um estudo de caso, analisar e discutir a compreensão dos professores do ensino médio de física sobre a inserção dos Objetos de Aprendizagem nos processos de ensino-aprendizagem. O artigo apresenta uma breve definição e discussão teórica sobre os OAs, assim como das tendências pedagógicas da educação, enfatizando o ensino de ciências. Depois será detalhado como foi realizado essa pesquisa, seus espaços, sujeitos e ações, para enfim apresentarmos algumas constatações e considerações de como os professores, no caso de Fisica, estão utilizando a tecnologia em sala de aula, o quanto tais recursos estão auxiliando e modificando os processos de ensino-aprendizagem contemporâneos.

Palavras-chave : Objetos de Aprendizagem, física, abordagem metodológica.

## Abstract

Schools are increasingly feeling the need to adapt their teaching to the presence of digital natives, that in the near future will be the majority among students. The continuing Internet access to broader layers of the population, social networks, blogs, wikis and instant messaging have spread among the youth. These resources are present not only in computers but also in portable objects such as tablets and smartphones. Because of this rapid dissemination, there is an urgent need for teachers to find ways to incorporate these tools educationally. There is no doubt of the many barriers to be overcome by the school and the teacher to use

these resources. As this is something new, teachers need to readjust their practice, and learn to seek digital teaching resources. The present study aims, from a case study, to analyze and discuss the understanding of high school teachers of physics about the insertion of Learning Objects in the teaching-learning process. The article presents a brief definition and theoretical discussion of learning objects, as well as pedagogical trends in education, emphasizing science education. It then details how this research was conducted, its spaces, subjects and actions, to finally present some findings and considerations of how teachers, in the case of Physics, are using technology in the classroom and how these resources are assisting and modifying the contemporary teaching-learning process.

Keywords : Learning Objects, physics, methodological approach

## Introdução

Cada vez mais as escolas sentem a necessidade de adaptar seu processo de ensino à presença de nativos digitais (PRENSKY, 2001), que em um futuro próximo será majoritária, entre os estudantes. Com o continuado acesso à internet de camadas mais amplas da população, dissiminou-se entre os jovens as redes sociais, blogs, wikis e mensagens instantâneas. Tais recursos estão presentes não só em computadores mas também em objetos portáteis como tablets e smartfones. Por conta dessa rápida dissiminação, Brooks-Young (2010) julga necessário que os professores pesquisem e encontrem formas de incorporar pedagogicamente essas ferramentas. Atualmente, o professor pode decidir se faz ou não uso dessas ferramentas digitais na sua prática docente, mas em pouco tempo não terá escolha. É indiscutível as inúmeras barreiras a serem enfrentadas pela escola e pelo professor para a utilização desses recursos. Como se trata de algo novo, há necessidade de o professor readequar sua prática, além de aprender a buscar recursos didáticos digitais.

Apesar do avanço tecnológico no mundo contemporâneo, pesquisas recentes indicam que os professores têm enorme dificuldade em lidar com novas tecnologias no ensino (BARBOSA; CAPPI; GARROUX, 2011), embora concordem que os alunos aprendem mais quando recursos educacionais digitais são usados como complemento às atividades na sala de aula e nos laboratórios de informática. Por outro lado, os governos estão investindo maciçamente em aparatos computacionais (webnotes e tablets) para dotar as escolas de uma infraestrutura de informática, de modo que os professores possam introduzir as ferramentas digitais na escola. Além da infraestrutura física proporcionada pelos órgãos públicos, recursos educacionais digitais com finalidade didático-pedagógica vêm sendo cada vez mais produzidos e disponibilizados gratuitamente em repositórios. Esses recursos têm sido chamados genericamente de Objetos de Aprendizagem (OA). Como ainda não existe uma definição única para o termo 'Objeto de Aprendizagem', consideraremos como tal apenas jogos, vídeos, áudios, animações, simulações, softwares educativos e hipertextos multimídia que tenham finalidade educacional. (ARANTES; MIRANDA; STUDART, 2010).

Nesse sentido pode-se observar uma controversia no cenário apresentado. É possível verificar um grande investimento e desenvolvimento no campo tecnológico, porém pouco se tem refletido sobre a sua utilização no espaço educacional. Aparatos tecnológicos estão chegando na instituição escola, assim

como na comunidade em geral, trazendo uma nova concepção da forma de lidar com a informação e consequentemente com o conhecimento, porém pouca mundança efetiva no processo de ensino-aprendizagem tem ocorrido. Tem-se observado que o uso da tecnologia na escola tem ocorrido a partir de abordagens tradicionais, ainda focadas no professor, que pouco conversa com essa nova forma de lidar com a informação e com o conhecimento.

- O presente trabalho tem como objetivo, a partir de um estudo de caso, analisar e discutir a compreensão dos professores do ensino médio de física sobre a inserção dos Objetos de Aprendizagem nos processos de ensino-aprendizagem. O artigo apresenta uma breve definição e discussão teórica sobre os OAs, assim como das tendências pedagógicas da educação, enfatizando o ensino de ciências. Depois será detalhado como foi realizado essa pesquisa, seus espaços, sujeitos e ações, para enfim apresentarmos algumas constatações e considerações de como os professores, no caso de Fisica, estão utilizando a tecnologia em sala de aula, o quanto tais recursos estão auxiliando e modificando os processos de ensino aprendizagens contemporâneos.

## 1.Objetos de Aprendizagem e seu processo de ensino-aprendizagem

São inúmeras as definições na literatura para Objetos de Aprendizagens Wiley, 2000, LEFFA (2006). Inicialmente, o conceito de OA foi criado por Wayne Hodgins (1992). Sua ideia foi relacionar os OA à componentes educacionais básicos que pudessem ser combinados de diferentes maneiras, similar às peças do brinquedo LEGO. O próprio Hodgins cunhou o termo 'learning objects', que definiu como uma coleção de objetos de informação adaptada à personalidade e às necessidades do aprendiz individual. Posteriormente essa ideia atraiu muita atenção, tanto de pesquisadores da área educacional quanto de empresas, interessadas não só na formação continuada de seus funcionários mas também em produzir comercialmente Objetos de Aprendizagem.

Com a enorme produção desses OA(s) surgiu a necessidade de armazenálos em repositórios, e para essa organização desenvolveu-se certas definições e padrões Tavares (2006).

No contexto do ensino de física, muitos pesquisadores tem se dedicado em discutir as potencialidades desses recursos. Uma revisão da literatura sobre tecnologias computacionais no ensino de Física foi apresentada por Araujo e Veit (2004). Esses autores mapearam trabalhos envolvendo computadores no ensino de física, em nível superior e médio, publicados entre 1990 e 2004. As possibilidades e limitações das simulações computacionais no ensino de física foram discutidas por Medeiros e Medeiros (2002). Desde a publicação desses artigos, os recursos tecnológicos disponíveis se aprimoraram e tornaram-se mais acessíveis, por conta disso têm feito parte cada vez mais no cotidiano escolar. Rutten e colaboradores (2012) discutem trabalhos da literatura sobre o potencial das simulações computacionais na aprendizagem no ensino das ciências. Tendo como foco duas questões: como o uso de simulações podem melhorar a educação tradicional, e como as simulações são melhores usadas para melhorar os processos de aprendizagem. A literatura forneceu evidências que as simulações podem melhorar a instrução tradicional.

Um grupo da Universidade de Colorado tem se destacado na criação de simulações computacionais na area de física, chamado Interactive Simulation (PhET) http://phet.colorado.edu/pt\_BR/. As simulações são projetadas e desenvolvidas pela própria equipe para areas de física, biologia, química e matemática. O PhET foi fundado por Carl Wieman, ganhador do Prêmio Nobel de Física. (WIEMAN e colaboradores, 2008). A equipe faz um trabalho exaustivo de avaliação de sua eficácia no processo ensino-aprendizagem, para isso, elas são testadas com aproximadamente dezenas de estudantes. (ADAMS e colaboradores, 2008a; 2008b).

## 2. Tendências Pedagógicas na Educação em Ciências e o Uso das Tecnologias.

No campo da educação brasileira pode-se, de acordo com Libâneo (1994), classificar as tendências pedagógicas em dois grupos: as de caráter liberal pedagogia tradicional, pedagogia renovada e tecnicismo educacional e as de caráter progressista - pedagogia libertadora e pedagogia crítico social dos conteúdos. Muitas vezes encontram-se ainda outras formas que misturam elementos de duas ou mais destas tendências.

No ensino de ciências, é possível localizar nas pesquisas educacionais uma predominância pelas tendências tradicional e tecnicista, na forma como é pensado essa proposta. Aulas expositivas com intensa memorização e/ou associadas a conjunto de projetos de ensino-aprendizagem programados baseados no método científico, respectivamente.

Esse cultura de ser professor de uma ciência exata e, sua respectiva forma de ensinar e do aluno aprender, tem se revelado bastante predominante e enraizada na forma de ser e estar desses profissionais. Encontram-se experiências na literatura utilizando-se de metodologias ativas, que enfatizam a ação do sujeito na aprendizagem, porém normalmente são pontuais, sem continuidades e sem apoios estruturais.

Dentro da perspectiva cognitivista/construtivista o conhecido movimento das concepções alternativas (MCA) proporcionou um amplo mapeamento das explicações dadas pelos alunos antes e durante a aprendizagem formal das mais diversas áreas. Tais explicações, geralmente, não coincidem com o conhecimento produzido pela ciência e a reinvenção da forma de lecionar, diante desse novo cenário possibilita ao professor, o uso de uma metodologia ativa, em que o aluno passa a ser compreendido como sujeito ativo do seu processo ensinoaprendizagem.

Além disso, as concepções alternativas são persistentes e não se modificam facilmente mediante o ensino. Assim sendo, os estudos devem ser encaminhados no sentido de realizar mudança conceitual da concepção alternativa para o conceito científico, em um processo que entende a aprendizagem não como uma simples recepção, mas como uma reorganização ou um desenvolvimento das idéias prévias dos alunos.

As linhas de pesquisa que resgatam a dimensão social da educação em ciências, inspiradas, por exemplo, em Paulo Freire, consideram importante a leitura do mundo pelos educandos, sugerindo uma disponibilidade para o diálogo entre educadores-educandos sobre conteúdos científicos dinâmicos e concretos, que

venham a contribuir para a mudança da realidade social. Nessa perspectiva, o aprender passa pela evolução de idéias do senso comum sobre a realidade, gerada por uma curiosidade, que deve ser provocado pelo ambiente de ensino, exigindo do professor uma nova concepção do processo de ensino aprendizagem. Segundo Delizoicov e Angotti (1990), tal processo de ensino-aprendizagem deve passar por três momentos pedagógicos: problematização inicial, organização e aplicação do conhecimento.

Em abordagens mais recentes considera-se que a instituição escolar deve desempenhar um papel importante na vida dos alunos e da sociedade em geral. O processo de ensino-aprendizagem nela realizado não deve se limitar aos acontecimentos e objetivos da própria escola. Nelas entende-se que o ensino de ciências deve ir além do entendimento dos seus conteúdos disciplinares e do processo da construção do conhecimento científico (Pietrocola, 1998), voltando-se também para os aspectos relacionados ao uso que os alunos farão desse conhecimento. Mais uma vez esta questão pode ser abordada com ênfase mais cognitivista ou mais sociológica.

Com isso, a educação em ciências deve estar comprometida em possibilitar uma forma específica de interpretação do mundo aos indivíduos, para que estes possam contribuir nos processos de desenvolvimento científico e tecnológico da sociedade (Dal Pian,1992).

Nesse sentido, muito se discute sobre a utilização da tecnologia como apoio ao ensino presencial visto que tais aparatos vêm sendo amplamente adotados. Há um grande desenvolvimento de infra-estruturas tecnológicas que dão suporte ao uso de novas tecnologias de ensino, porém o uso desenfreado e desorganizado da tais aparatos pode ter um resultado negativo; é preciso, portanto, associar a tecnologia às metodologias pedagógicas adequadas e aos atuais objetivos do ensino de ciência para que tal parceria tenha êxito no processo de ensino aprendizagem.

Novos currículos, baseados nos resultados das pesquisas da área, têm sido desenvolvidos e aplicados, havendo uma tendência de integração das diferentes abordagens, a necessidade de um pluralismo metodológico, que atenda aos aspectos humano, tecnológico e social da ciência. No entanto, não é esse o cenário que temos vivenciado. O uso das tecnologias no ambiente escolar vem apresentando um caminho singular, utilizando-se de métodos tradicionais e pouco inovadores pensando na trajetória metodológica que a área apresenta.

Baseado nos resultados das observações e pesquisas realizadas pelos autores, pode se definir a utilização de Objetos de Aprendizagem (OA) em sala de aula a partir de cinco métodos:

- · Método Esquemático - Utilização dos OAs em substituição a esquemas e desenhos.
- · Método Conceitual - Utilização dos OAs com o objetivo de trabalhar os aspectos conceituais de um determinado conteúdo.
- · Método Motivacional -Utilização dos OAs para motivar os alunos a aprender um novo assunto.
- · Método Interativo (Ativo e Passivo) - Utilização dos OAs pelos alunos de forma interativa, usando aparatos tecnológicos como: lousa digital, tablets e smartfones. Essa interação pode ser passiva, na qual o aluno apenas observa

um fenômeno, ou ativa, na qual o aluno participa da construção do conhecimento.

- · Método Investigativo -Utilização dos OAs dentro uma metodologia investigativa, ou seja, o professor inicialmente propõe uma questão problematizadora, e os OAs fornecem subsídios para a sua solução.

Observam-se também algumas modificações em tais categorias quando o uso de OAs ocorre em salas de informáticas ou como tarefa de casa, visto que o docente possui um concorrente no domínio do saber.

- · Método Interativo Diretivo - Utilização do OA com roteiro detalhado sobre as ações a serem executadas.
- · Método Interativo Investigativo - Utilização do OA em que os alunos possuem autonomia para decidir as ações executadas.

Essas abordagens aparecem, muitas vezes, de diversas formas no interior de uma mesma aula e/ou projeto e são, na maioria das vezes, reveladoras das concepções metodológicas que o docente utiliza em seu processo de ensino aprendizagem.

## A Pesquisa

Esse trabalho teve origem da experiência vivida com seis professores de física atuantes no ensino médio da rede particular e privada. Esses professores fazem parte do programa de pós-graduação em ensino de ciências extatas (PPGECE) com duas áreas de pesquisa, ensino de física e ensino de matemática da Universidade Federal de São Carlos. Esse mestrado profissional tem como objetivo à melhoria da qualificação profissional de professores de ciências exatas nos ensinos fundamental e médio.

Ao ingressar nesse mestrado, os professores cursaram a disciplina de verão 'Física na Web' condensada em uma semana. A disciplina foi dividida em três etapas que estão descritas a seguir:

Etapa 1 : A disciplina foi iniciada com uma discussão sobre o conhecimento de repositórios de Objetos de Aprendizagem e suas experiências com o uso desses recursos tecnológicos em sala de aula. A partir de suas informações, selecionamos e apresentamos diversos repositórios nacionais e internacionais de OAs de física. Além disso, durante o curso discutimos possíveis estratégias de uso desses recursos. Como processo avaliativo dessa etapa, solicitamos aos professores a análise e escolha de três OAs para cada repositório apresentado e o preenchimento de uma ficha de avaliação dos mesmos elaborada no Google Docs. A escolha do Google Docs surgiu com o objetivo de mostrar aos professores recursos facilitadores disponíveis na internet.

Etapa 2 : Ao final de uma semana de curso, os professores apresentaram por escrito e oralmente uma proposta de um plano de aula que contivessem um ou mais AO(s). Esse plano seria aplicado nos meses seguintes. Vale mencionar que foi solicitado aos professores que a apresentação da proposta deveria ser elaborada utilizando o Prezi (http://prezi.com/), um software na modalidade cloud utilizado para a criação de apresentações de forma não linear.

Etapa 3 : Os professores aplicaram o plano de aula, readaptando-o conforme a realidade escolar exigia. Como finalização da disciplina, os professores relataram por escrito sua experiência e a enviaram ao portal do professor.

Esses relatos foram utilizados como dados para essa pesquisa. Foram analisados e categorizados visando refletir em como os professores, no caso de Física, estão utilizando a tecnologia em sala de aula, o quanto tais recursos estão auxiliando e modificando os processos de ensino-aprendizagem contemporâneos.

## Algumas Constatações

A disciplina Física na Web foi oferecida por três anos consecutivos. Ao longo desse período, foi observado um grande avanço por parte dos professores sobre o conhecimento da existência de OA hospedados em repositórios e portais. Na primeira aula do curso, ministrado no verão de 2012, ao serem questionados sobre o uso desses recursos em sala de aula, a maioria dos professores relataram que já tinham usado OAs e se mostraram muito otimistas com relação as potencialidades dos mesmos, principalmente com relação as simulações computacionais. Como se tratava de uma anamnese em grupo, os relatos foram pouco detalhados sobre as estratégias utilizadas quanto ao uso dos OA. As falas dos professores repousaram na maioria das vezes sobre os problemas que a escolas possuiam com infraestrutura. Apesar dos computadores estarem chegando nas escolas, são ínumeras as barreiras que os professores enfrentam para os utilizarem. Faltam pessoas especializadas para sua manutenção, a gestão escolar impõe algumas dificuldades para a utilização, assim como a questão das salas numerosas impossibilitam o bom aproveitamento desse ambiente, entre outros.

Apesar das dificuldades para a utilização dos aparatos tecnológicos, os professores se mostraram animados para elaboração e aplicação do plano de aula que utilizasse OA. Como mencionado, o PhET possui excelentes simulações de físicas, por conta disso, a maioria dos professores optaram por usar as simulações provenientes desse repositório. Os temas de física escolhidos foram: cinemática, energia, primeira lei de Newton, circuítos elétricos, equilíbrio de corpo rígido, eletrostática e ondas. Os planos de aula foram aplicados em 33 % escolas públicas e 67 % escolas particulares.

Apesar do grande entusiasmo dos professores com relação as simulações, ao analisarmos os relatórios que descreviam as aplicações dos planos de aula, observamos que os OAs foram aplicados usando majoritariamente uma perspectiva tradicional de ensino. Os professores no papel de centralizador do conhecimento, projetaram as simulações, na maioria das vezes, utilizando-as com o método esquemático e conceitual, ou seja, em substituição aos desenhos esquemáticos e às explanações conceituais.

Mesmo quando os professores levaram os alunos para salas de informática, observamos uma predominância do método interativo diretivo, visto que, primeiramente faziam uma exposição da simulação antes de deixar os alunos a manipularem. Aqueles professores que decidiram por criar roteiros para os alunos acompanharem as simulações, o fizeram de forma engessada, colocando perguntas cujas respostas eram cópias do observado ao manipularem as simulações.

Sobre a utilização dos vídeos, observamos uma tendência do método motivacional. Esse OA, frenquentemente surge no inicio das aulas visando motivar o

estudo do tema, porém sem um envolvimento investigativo posterior, que pode ser facilmente explorado ao utilizar esses recursos.

Dentre os planos analisados somente um aproxima-se do uso de OAs a partir de um método investigativo. O plano apresentado consolidou-se em forma de um projeto no qual o professor questionou a concepção dos alunos frente as questões levantadas nos OAs utilizados. Além disso, foi incentivado a interação entre os alunos e a autonômia na manipulação da simulação.

Apesar dos métodos de utilização dos OAs nos planos de aula analisados não serem os mais eficazes para o melhor aproveitamento desses recursos, os alunos relataram que gostaram muito das aulas.

## Considerações Finais

Observa-se uma aproximação entre a comunicação que ocorre com o uso da tecnologia em sala de aula e as usuais já realizadas na escola tradicional, reflexo da tendência pedagógica tradicional. A tradição no ensino de ciências enciclopedista, dando aos estudantes informações sobre fatos objetivos e leis observadas segundo uma filosofia indutivista-realista, tem direcionado a utilização dos Objetos de Aprendizagem de forma passiva dentro do processo educativo.

A idéia do aprender fazendo, bastante difundida no ensino de ciências, encontra no uso das tecnologias um meio de divulgação possível para tal abordagem metodológica. Os efeitos dos Objetos de Aprendizagem, em particular, das simulações computacionais no ensino de ciências são causados pela interação entre a simulação, a natureza do conteúdo, o aluno e o professor. Para que as novas tecnologias educacionais tenham um papel importante, os professores precisam ter habilidades e conhecimentos necessários para implementá-las. Sem essas habilidades, todo o potencial investigativo e problematizador das simulações é desfocado. Em vez disso, elas têm sido utilizadas como experiências de demonstração. Fazer uso das simulações como um livro de receitas passo-a-passo retira dos alunos a oportunidade de criar livremente, testar e avaliar suas próprias hipóteses em um ambiente ricamente contextualizado.

O uso de Objetos de Aprendizagem em sala de aula mostra um grande avanço por partes dos professores por conta das diversas barreiras que esses tiveram que enfrentar, mesmo que sem mudanças profundas e substanciais nas perpectivas pedagógicas.

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