Seminário apresentado no Instituto de Química da USP (IQ/USP) em 12/11/2014.

1. Paulo Correia Escola de Artes, Ciências e Humanidades Universidade de São Paulo prmc@usp.br
Mapas conceituais: tornando visíveis as estruturas de conhecimento durante o processo de ensino-aprendizagem

2. Apresentação
Motivações
•
Processo de ensino-aprendizagem
Mapas conceituais feitos por alunos
•
Avaliar a aprendizagem
Mapas conceituais feitos por professores
•
Análise do conteúdo a ser ensinado
•
Material de estudo

3. A sala de aula
Atores assimétricos
•
Especialista no tema: professor, orientador
•
Iniciante no tema: aluno, orientando
Conhecimento
•
Principal elemento da assimetria
•
É fundamental a negociação de significados
Processo de ensino-aprendizagem
•
Planejamento de atividades
•
Aproxima iniciante do conhecimento do especialista

4. Conhecimento em transformação
Transposição didática
•
Especialista simplifica o conhecimento especializado
Aprendizagem
•
Iniciante aprende a partir do conhecimento simplificado
Avaliação da aprendizagem
•
Assume como referência o conhecimento simplificado

5. Conhecimento em transformação

7. Processo na sala de aula
Aprendizagem mecânica (superficial)
•
Memorização
•
Difícil transferência para novos contextos
Aprendizagem significativa (profunda)
•
Surgimento da “especialidade”
•
Entendimento genuíno
•
Requer mais esforço e comprometimento

9. E daí?

12. Disciplinas de graduação e pós-graduação

15. Iniciação científica e pós-graduação

16. Alinhamento
Objetivos do ensino superior (prática profissional)
•
Suficiente ensinar procedimentos?
•
Necessário buscar entendimento?
Planejar atividades de ensino
•
Explorar espaço de negociação de significados entre atores assimétricos
Avaliação da aprendizagem
•
Regulação do processo de negociação
•
Ressonância pedagógica

18. Ver para crer
Mapas conceituais
•
Representação das estruturas de conhecimento
•
Conteúdo visual e semântico
Proposição
•
Conceito inicial + termo de ligação + conceito final
•
Possível ler e verificar entendimento conceitual
Negociação de significados
•
Externalização: eu vejo meu próprio conhecimento
•
Elicitação: outros veem o meu conhecimento

19. A clareza das proposições
conceito inicial
conceito final
termo de ligação
+
+

20. A clareza do mapa conceitual

21. Mapas conceituais feitos por alunos
Avaliação da aprendizagem
•
Monitoramento do processo de aprendizagem
•
Necessário treinar alunos na técnica
Informações contidas nos mapas
•
Estrutura do mapa conceitual
•
Preferência por descrever vs argumentar

22. E se o mapa for ruim?
I
E
G
Memória de trabalho
•
Capacidade limitada
•
Processamento da informação (conteúdo a ser aprendido + tarefa a ser realizada)
•
Pode entrar em sobrecarga

23. E se o mapa for ruim?
I
E
G
I
E
G
I
E
G
d) Redução da carga extrínseca
c) Redução da carga intrínseca
e) Redução da carga intrínseca e extrínseca
SOBRECARGA COGNITIVA
I
E
I
E
a) Alta carga intrínseca
b) Alta carga extrínseca

24. E se o mapa for ruim?
Nível de entendimento sobre o conteúdo a ser mapeado
Mapeador iniciante & conteúdo difícil = Mapa ruim & sobrecarga
Nível de entendimento sobre a técnica de mapeamento
I
E
ALTO
ALTO
BAIXO
I
E
G
I
E
G
I
E
G
Mapeador iniciante & conteúdo fácil = Mapa ruim & sem sobrecarga
Mapeador treinado & conteúdo difícil = Bom mapa com erros
Mapeador treinado & conteúdo fácil = Bom mapa sem erros

25. Treinamento & análise estrutural
Joana Aguiar (ENPEC, 2013)
•
n=434

26. Treinamento & análise estrutural
Joana Aguiar (ENPEC, 2013)
•
n=434

27. Descrição vs argumentação
João Xavier (CMC, 2014)
•
n=54
Proposições estáticas
•
Descritivas
•
Células-tronco − são usadas para → clonagem terapêutica
Proposições dinâmicas
•
Interdependência funcional
•
Avanços tecnológicos − precisam de → investimentos financeiros
•
Avanços tecnológicos − proporcionaram a → revolução genética

28. Descrição vs argumentação
João Xavier (CMC, 2014)
•
n=54

29. Descrição vs argumentação
João Xavier (CMC, 2014)
•
n=54

30. Pesquisas em andamento
Anderson Viana (CMC, 2014)
•
Efeito da preparação para a prova usando mapas conceituais
Aline Pereira & Rafael Rocha (CMC, 2014)
•
Exemplo trabalhado para treinar iniciantes na técnica de mapeamento conceitual
Giuliana Vitiello
•
Exemplo trabalhado para treinar iniciantes na técnica de mapeamento conceitual

31. Mapas conceituais feitos por professores
Análise do conteúdo
•
Identificação de obstáculos de aprendizagem
Material de estudo
•
Ponte entre o conhecimento do especialista e aquilo que o iniciante já sabe

32. Obstáculos de aprendizagem
Disciplina de Química Analítica (ENQA, 2011)
•
QFL5726-4 Técnicas Espectroscópicas Aplicadas às Determinações de Baixas Concentrações de Elementos
•
Muito conteúdo e pouco tempo
•
Identificar conceitos mais relevantes
•
Destacar relações entre as técnicas espectroscópicas
QFL5726-4 Técnicas Espectroscópicas Aplicadas às Determinações de Baixas Concentrações de Elementos: O objetivo principal da disciplina é discutir aspectos teóricos e aplicativos das principais técnicas espectroscópicas direcionadas à análise elementar: espectrometria de absorção atômica com atomização por chama, forno de grafite e geração de vapor, espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado e espectrometria de massas com fonte de plasma. A composição inorgânica de amostras ambientais, clínicas, farmacêuticas, de alimentos, de produtos tecnológicos, de interesse forense, etc, ocupa papel de destaque no conjunto das análises químicas há muitos anos. As concentrações dos elementos nas amostras podem ser usadas para estabelecer qualidade de produtos, diagnósticos clínicos, para desvendar crímes ambientais e contra a pessoa humana e para atividades comerciais como estabelecer parâmetros de rastreabilidade, identificar origem, entre outras. Portanto, conhecer as principais técnicas espectroanalíticas utilizadas para a determinação de baixas concentrações de elementos, com qualidade metrológica é fundamental para a formação de pós- graduandos, sobretudo para aqueles que pretendem atuar na área de Química Analítica. As técnicas espectroscópicas abordadas nessa disciplinas estão entre as mais importantes e utilizadas em análises elementares de baixas concentrações. No Brasil, a espectrometria de absorção atômica com atomização por chama e a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado são as mais difundidas e aplicadas na indústria. A espectrometria de absorção atômica com chama é, certamente, uma das poucas abordadas em disciplinas intrumentais dos cursos de Graduação em Química. Deste modo, grande parte dos estudantes que chegam aos cursos de pós-graduação ainda não tiveram a oportunidade de estudar e conhecer com maior profundidada os fundamentos e aplicações dessas técnicas, constituindo-se uma lacuna na formação desses profissionais. Em contra partida as Indústrias Química, Farmacêutica, Alimentícia, Metalúrgica, e de Petróleo, entre outras, que utilizam essas técnicas espectroscópicas em controle de processos e de produto final e na pesquisa necessitam de profissionais cada vez mais capacitados. Na pesquisa a espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica, a emissão óptica com plasma acoplado indutivamente e a espectrometria de massas é uma ferramenta muito útil para a determinação de traços e ultra-traços de elementos, seja na forma total ou espécies. A disciplina deverá abordar os aspectos fundamentais relacionados a cada uma das técnicas estudadas, apresentar o estado da arte na instrumentação e as aplicações, buscando sempre mostrar similaridades e aspectos complementares de uma em relação a outra. Os seguintes tópicos serão abordados: (i) aspectos fundamentais relacionados à espectrometria óptica e de massas; (ii) instrumentação (fontes de radiação, monocromadores, atomizadores, configurações de tocha, analisadores de massas, células de reação, detectores, sistemas de aquisição de dados); (iii) atomização com chama, com geração de hidretos, com geração de vapor a frio e eletrotérmica (para análise de soluções e sólidos) e com detecção simultânea; (iv) aspectos gerais relacionados com a emissão por plasma (geração, configuração de tocha, interferências químicas, espectrais); (v) aspectos gerais relacionados à espectrometria de massas elementar (plasma como fonte de íons), analisador de massas quadrupolar, alta resolução e por tempo de vôo; (vi) interferências químicas e espectrais, estratégias empregadas para identificar e minimizar interferências; (vii) discussões de aplicações e estudo de casos, abordando temas relevantes e atuais com a colaboração de tutores (alunos de pós-gradução do IQ/USP com conhecimento prévio das técnicas).

33. Obstáculos de aprendizagem
Disciplina de Química Analítica (ENQA, 2011)
•
Nuvem de palavras (wordle.net)

35. Material de estudo
Joana Aguiar (EARLI, 2014)
•
Várias formas de ler um mapa conceitual
•
Leitor deve decidir a sequência de leitura
•
Aumento do processamento cognitivo
•
Sobrecarga cognitiva por conta do “map shock”
I
E

39. Material de estudo
Rastreamento do olhar
•
Medidas durante a interação com o mapa conceitual
•
Padrão de leitura em função do conhecimento prévio

41. Material de estudo
Áreas do mapa organizadas por nível de dificuldade
•
Fácil / Intermediário / Difícil
Conhecimento do participante sobre o tema
•
Baixo / Intermediádio / Alto

42. Material de estudo
Alto conhecimento sobre o tema
•
Mais tempo em I1

43. Material de estudo
Alto conhecimento sobre o tema
•
Menos tempo em E1

44. Material de estudo
Alto conhecimento sobre o tema
•
Menos foco e mesmo tempo em H

45. Material de estudo
Adaptação da leitura do mapa
•
Todos declaram mesmo esforço mental para ler o mapa
•
Leitura preferencial por alguns setores
•
Processamento da informação somente quando há conhecimentos prévios
Sobrecarga cognitiva foi evitada a todo custo

46. Pesquisas em andamento
Ronise Correa (FE/USP, 2015)
•
Mapas conceituais com erro para avaliação da aprendizagem

49. Conclusões
Processo de ensino-aprendizagem
•
Provoca transformações no conhecimento
Mapas conceituais
•
Representam estruturas de conhecimento
Visualização das estruturas de conhecimento
•
Planejamento do ensino
•
Avaliação da aprendizagem
•
Ressonância pedagógica

50. Agradecimentos

51. Agradecimentos
Aline Pereira (IC, NAP) Anderson Viana (ME, FAPESP) Giuliana Vitiello (IC, PIBIC) Joana Aguiar (DO, CAPES) João Xavier (ME, SEE/SP) Rafael Rocha (IC, PIBIC) Ronise Correa Ex Alunos

52. Sobre o apresentador
http://www.mapasconceituais.com.br/
Paulo Correia Universidade de São Paulo prmc@usp.br 12-nov-14