1. Portfolio de:
Atuais paradigmas sobre o processo de ensino aprendizagem: na óptica
das teorias do Construtivismo e mudança conceitual
“O conceito de aprendizagem ultrapassa a simples aquisição de conhecimentos,
pois deve envolver um ato reflexivo de elaboração de novos padrões (de se perceber,
pensar e de agir). É complexo e primordialmente interno por estar relacionado à
formação da consciência, da ruptura de valores estabelecidos e da formação de novos
valores. A aprendizagem é um processo integrado no qual o indivíduo como um todo,
incluindo seu intelecto, os sistemas afetivos e físicos devem estar mobilizados. Em vista
disto pode-se ter diversos tipos de aprendizagem tais como cognitiva, afetiva e
psicomotora. A motivação está relacionada à predisposição do indivíduo para receber
um estímulo através do qual cria-se a possibilidade de mudança em relação a uma
situação estável ou conflitante. Dessa maneira todo estímulo seria inútil se o educando
não estiver interessado na aprendizagem. Para a compreensão de como ocorre o
processo de ensino e aprendizagem e como o aluno deve ser entendido, há teorias
pedagógicas diferentes, sendo que as primeiras teorias que muito influenciaram tanto
docentes como educandos são as teorias comportamentalista e da escola tradicional. A
abordagem tradicional foi considerada acrítica e ultrapassada durante as décadas de 70 e
80, mas atualmente ainda há os seus defensores que enfatizam que não há como formar
um engenheiro que não tenha uma sólida e grande base de informações.
A teoria comportamentalista baseia-se no fato de que as pessoas apresentam uma
resposta para um determinado estímulo, de forma que se confunde aprendizagem com
um condicionamento (SCHULZ e SCHULTZ, 2001). A explicação dada para a
motivação é o reforço: o indivíduo aprende para alcançar um reforço externo que irá
satisfazer suas necessidades. O condicionamento aplicado ao ensino possibilitou
atividades de ensino, como por exemplo, a instrução programada em que uma situação
de reforço é aplicada quando o indivíduo fornece uma resposta correta ou a prática de
jogos como instrumento de fixação de conceitos e de motivação. Contudo a prática
docente pautada exclusivamente na teoria comportamentalista não apresenta bons
resultados quando é aplicada em pessoas mais independentes e criativas.
Já a teoria tradicional caracteriza-se por uma concepção tipicamente não
experimental de disciplina mental, que preconiza que a educação é um processo de
disciplina e que a aprendizagem se faz pelo exercício, repetição e cópia de modelos pré-
estabelecidos (MIZUKAMI, 1986). A abordagem tradicional se exterioriza por meio de
uma metodologia tipicamente expositiva, a partir da transmissão de conhecimento. O
conteúdo pouco ou nada tem a ver com a realidade do educando, sendo o conhecimento
acumulado e enciclopédico considerado como uma verdade absoluta. O ensino é
centrado no professor. A motivação é essencialmente extrínseca ao aluno, sendo o
trabalho intelectual do aluno, iniciado após a exposição do professor. Nesta abordagem
tradicional o aluno é um agente passivo, executa prescrições, cumpre programas de
disciplinas. O conhecimento é transmitido pelo professor, sendo incorporado
progressivamente pelo aluno e espera-se que o aluno reproduza fielmente o que lhe é
ensinado, não lhe cabendo qualquer questionamento dos “dogmas” que lhe são
apresentados em aula.
Para contrapormos estas teorias, citamos FREIRE (2002) que nos diz que “ensinar
não é transferir conhecimentos, mas criar as possibilidades para a sua própria produção
ou a sua construção”. Ou nas palavras de LIBÂNEO (2002) “devemos ensinar os alunos
a aprender a aprender a pensar”. Portanto, enquanto docentes devemos voltar a nossa
atenção para novos paradigmas educacionais. Cabe ressaltar que a aplicação de novas
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Apêndices i

2. Portfolio de:
teorias na prática docente não é uma tarefa simples. De um lado, os alunos estão
fortemente imbuídos pelo “espírito de estímulo e resposta” e do regurgitar de
informações. De outro lado, os docentes também devem estar disponíveis para
aprenderem novas concepções de ensino e precisam passar por um processo de mudança
conceitual no que tange aos ensinamentos da ciência da pedagogia.
Segundo a Teoria do Construtivismo, para se alcançar a modificação da forma de
saber e de aprender dos alunos, deve-se primeiramente reconhecer o papel que os
conhecimentos prévios dos alunos exercem na atribuição de significados e na
ancoragem para a compreensão de novos conceitos e criação de novas estruturas
cognitivas. O docente deve atuar na criação de uma zona de desenvolvimento
proximal(Segundo Vygotsky a zona de desenvolvimento proximal é a distância entre aquilo que o aluno é capaz de realizar
sozinho e que realiza com a colaboração de outros)
e no proporcionamento do surgimento de conflitos
que possibilitem uma mudança conceitual. O docente deve atentar para o papel da
significação para o real entendimento de um conteúdo. Como escreveu Kant: “O que os
objetos são, em si mesmos, fora da maneira como nossa sensibilidade os recebe,
permanece totalmente desconhecido para nós. Não conhecemos coisa alguma a não ser
o nosso modo de perceber tais objetos - um modo que nos é peculiar e não
necessariamente compartilhado por todos os seres...” (ALVES, 2002). Sem a atribuição
de um significado a um conceito, este último não é compreendido e não pode ser
aplicado ou usado para a criação de novas tecnologias ou para se gerar novos
conhecimentos. A participação ativa do aluno na construção de um conceito novo é
vital, pois sem a participação ativa do aluno, um novo conceito é apenas depositado na
mente do aluno, sendo por ele transcrito em provas e esquecido ao final do semestre
letivo. Ainda, no planejamento de sua conduta docente, o professor deve dividir os
conteúdos a serem ensinados em conteúdos factuais, conceituais, procedimentais e
atitudinais. A consciência desta divisão permite um melhor planejamento da prática
docente, uma vez que são diferentes os meios que levam à aprendizagem de cada um
destes conteúdos pelos alunos (COLL et al., 1996).
Uma outra linha de investigação do processo de ensino-aprendizagem é referenciada
como a teoria da mudança conceitual (POSNER et al., 1982). Esta linha investigativa
está atrelada a uma linha de entendimento como a ciência se desenvolve. Segundo T. S.
Kuhn, o desenvolvimento da ciência passa por momentos de ruptura de modos de
pensar consagrados para novos paradigmas. Os primeiros caracterizam a chamada
“ciência normal”, a qual em determinados momentos históricos passa a não explicar
algum fenômeno ou que para alguns cientistas não é uma forma naturalmente intuitiva
de pensar. Nestas ocasiões, propicia-se o surgimento de novos modelos de pensamento.
Foi assim, com a revolução química e mecanicista protagonizadas por, e.g., Boyle e
Newton (GOLDFARB, 2001), ou com o modelo astronômico de Copérnico ou mais
recentemente com a teoria da relatividade ou modelos atômicos quânticos. Assim, pode-
se entender o processo de ensino-aprendizagem nesta óptica. Uma primeira etapa da
aprendizagem envolve o que se define como assimilação, ou seja, o uso de um conceito
para explicar fenômenos distintos (POSNER et al., 1982). Acontece que, em
determinadas situações esta assimilação pode não explicar um fenômeno. Neste
momento, os alunos sentem-se incomodados e se tornarão disponíveis para novas
maneiras de pensar. Contudo um novo modelo científico deve ser plausível e inteligível.
Quando ele o for, poderá eventualmente ser usado para explicar um novo fenômeno,
quando se dará a acomodação. Infelizmente, a assimilação e acomodação (este termo usado por
Posner como o ápice da ruptura de uma forma de pensamento para outra)
não são tão prontamente atingidas
pelos educandos e mesmo pelos educadores. Torna-se comum os alunos não alcançarem
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Apêndices ii

3. Portfolio de:
a acomodação porque os conceitos foram erroneamente entendidos pelos docentes.
Assim, a tarefa de significação ou até mesmo de re-significação de conceitos de teorias
deve ser feita por ambos, docentes e alunos.
POSNER et al. (1982) sugerem que a atuação docente pode se dar como a de um
tutor socrático, em que o docente se posicionará como um adversário às idéias dos
alunos, incentivando-os a uma reflexão crítica. Discute também a importância da análise
de erros dos alunos, para a elaboração de novas e revisadas condutas docentes.”
(Tvrzská de Gouvêa & Casella, 2004)
“Segundo a concepção construtivista (COLL et al., 1996), a aprendizagem é uma
construção pessoal que o aluno realiza a partir de seus conhecimentos prévios com a
ajuda de outro, sendo que o aluno deve estar interessado e ter disponibilidade para a
aprendizagem(e.g. suas necessidades básicas devem estar supridas). Assim, a universidade deve ser
responsável pela introdução de elementos novos na vida dos estudantes e o papel
docente deve ser centrado na criação de situações em que ocorra a criação de zonas de
desenvolvimento proximal(Segundo Vygotsky a zona de desenvolvimento proximal é a distância entre aquilo que o
aluno é capaz de realizar sozinho e que realiza com a colaboração de outros)
. O aluno coloca então em
“movimento vários processos de desenvolvimento que, sem a ajuda externa, seriam
impossíveis de ocorrer. Esses processos se internalizam e passam a fazer parte das
aquisições do seu desenvolvimento individual” (REGO, 1998), aquisições estas
chamadas de níveis de desenvolvimento real. Para que o docente possa melhor
programar as suas atitudes docentes é importante que ele saiba como se dá a
transformação das zonas de desenvolvimento proximal para os níveis de
desenvolvimento real. POSNER et al. (1982) contribuem neste sentido com a Teoria da
Mudança Conceitual. Os estudantes quando deparados com um novo fenômeno tentam
usar seus conceitos prévios para explicar o fato novo, o que corresponde à primeira fase
da mudança conceitual, chamada de assimilação. Contudo, estes conceitos muitas vezes
são inadequados para explicar com êxito o novo fenômeno. Então o estudante deve
substituir e reorganizar os seus conceitos centrais, a que se chama de acomodação. Esta
forma de pensar o processo de aprendizagem está ligada à interpretação dada pela
filosofia da ciência às mudanças dos paradigmas científicos ao longo da história da
civilização. Para a acomodação de novos conceitos, as seguintes fases devem ocorrer no
processo de aprendizagem:
• Deve haver insatisfação com as concepções existentes: para tanto deve ocorrer o
contato do aluno com alguma situação, a qual ele não pode explicar a partir de
seus conhecimentos prévios. Esta situação pode ser criada a partir da propositura
de um problema ou a partir da realização de uma experiência.
• Uma nova concepção deve ser inteligível e plausível: recomenda-se que o aluno
seja inquirido de forma que ele participe ativamente da construção de uma nova
teoria, a qual além de plausível deve fazer sentido para ele. O papel dos
conhecimentos prévios é fundamental nesta etapa, porque é a partir deles que o
estudante poderá reorganizar os seus esquemas de conhecimento e atribuir
significados à nova teoria em construção. A substituição de velhas concepções
pelas novas nem sempre é imediata a não ser quando uma situação ocorra que
rechace de forma definitiva os conceitos prévios(teoria da falsificação de Popper) ou em
momentos de crise quando segundo Kuhn pode ocorrer uma abrupta mudança de
paradigmas. Contudo, segundo a visão de Lakatos há resistência à substituição
de novos conceitos pelos velhos e estes últimos devem trazer insatisfação e os
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Apêndices iii

4. Portfolio de:
novos conhecimentos vantagens. Haverá ainda, segundo Toulmin, uma fase em
que os novos conceitos coexistirão com os velhos (MELLADO, 1993).
• Um novo conceito deve poder ser aplicado a novas situações: à medida que os
conceitos novos forem significativos e puderem ser usados para resolver novas
situações farão parte do nível de desenvolvimento real do estudante.
Em função da discussão apresentada, pode-se perceber a importância da realização
de experimentos como um meio de promoção da acomodação conceitual dos alunos.
Contudo a programação do experimento deve ser compatível com a proposta
construtivista e de acomodação conceitual. O experimento deve promover uma
situação de incômodo conceitual no sentido de que os conceitos existentes sejam
insuficientes para explicar o fenômeno em análise. O experimento deve ser
suficientemente simples de forma que possa ser interpretado pelo estudante e que
seja significativo para ele. A interpretação do experimento pelo aluno pode ser feita
a partir da inquirição do docente. O papel desta argüição é o de a partir dos
conceitos prévios dos alunos, utiliza-los, substituí-los ou reinterpreta-los para a
criação de novos conceitos, traduzidos na construção de uma nova teoria científica
pelos alunos. Ou seja, destaca-se a participação ativa durante toda a etapa de
construção do novo conceito. Finalmente, postulada uma nova teoria científica, esta
deve ser aplicada pelo aluno a outras situações. Esta última etapa é importante. A
não aplicação freqüente por parte do aluno do novo conceito a situações diversas
nos momentos iniciais de sua aprendizagem, poderá levar o estudante a continuar a
usar seus velhos conceitos, pela resistência aos novos conceitos intrínseca ao ser
humano.
Cabe destacar um outro ponto importante da óptica construtivista, aquela que se
refere à divisão dos conteúdos a serem ensinados em conteúdos conceituais, factuais,
procedimentais e atitudinais (COLL, 1996), os quais devem ser trabalhados em
conjunto. Espera-se que a aprendizagem de conceitos seja favorecida quando um
experimento é realizado com vistas ao estabelecimento de um novo conceito, uma vez
que as conclusões devem ser elaboradas pelos alunos a partir de suas observações,
sendo desenvolvidas habilidades cognitivas além do conhecimento específico. As
aprendizagens relacionadas a conceitos, procedimentos e atitudes também devem ser
favorecidas, pois os alunos têm que propor um procedimento e devem estar envolvidos
com a obtenção dos dados uma vez que deverão analisá-los.
Em suma discutimos neste item algumas teorias pedagógicas que alicerçam a
proposta deste trabalho para a prática docente nas aulas de teoria, a qual sintetizamos a
seguir:
• Atividade de preparação da aula: criação ou seleção de uma experiência
simples, a qual deve preferencialmente criar um conflito conceitual no aluno ou
destacar um fenômeno que precisará ser examinado de uma forma inédita pelo
aluno. Dependendo do assunto a ser desenvolvido o docente poderá preparar um
questionário para auferir os conhecimentos prévios dos alunos ou
adicionalmente efetuar um levantamento de textos históricos relacionados ao
assunto em desenvolvimento os quais devem ser lidos previamente pelos
alunos. Ainda, na etapa de planejamento da aula, o professor deve pensar nas
perguntas que deverá fazer aos alunos e nas possíveis explicações e respostas
que poderão ser levantadas pelos alunos.
• Construindo a teoria a partir do experimento: dependendo do assunto, o
professor poderá iniciar a aula comentando sobre o procedimento experimental
que irá realizar e perguntar aos alunos o que eles esperam que aconteça. Isto é
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Apêndices iv

5. Portfolio de:
particularmente importante nos experimentos que levarão a um grande conflito
conceitual nos alunos e em que se deseja que eles tomem consciência da
alteração de seu modo de pensar. Alternativamente, o professor poderá apenas
solicitar a atenção a um experimento. Em seguida, o professor realiza o
experimento ou pode pedir que um ou mais alunos o façam e inicia-se a fase da
argüição dos alunos até que a teoria científica seja construída. É importante que
os alunos participem de todo o processo. Quando equações matemáticas devem
ser deduzidas é particularmente importante que os alunos percebam a
importância de cada passagem algébrica no procedimento de dedução.
• Atividade de aplicação dos novos conceitos: desenvolvida a teoria, o professor
deverá elaborar uma série de problemas os quais necessariamente são resolvidos
a partir dos novos conceitos. Ao longo de todo o curso, o professor deverá
inquirir os seus alunos a respeito de como eles explicam fenômenos para
verificar se os alunos estão usando os novos conceitos e em que medida eles
continuam usando os conceitos anteriores.” (Tvrzská de Gouvêa, Casella &
Matos Jorge, 2004)
Referências citadas:
ALVES, R. Filosofia da Ciência: Introdução ao Jogo e suas Regras. Edições Loyola,
2002.
COLL, C.; MARTIN, E.; MAURI T.; MIRAS, M.; ONRUBIA, J.; SOLÉ, I.; ZABALA,
A. O Construtivismo na Sala de Aula. São Paulo: Editora Ática, 1996.
FREIRE, P. Pedagogia da Autonomia. São Paulo: Editora Paz e Terra, 25a edição,
2002.
GOLDFARB, A.M. A. Da Alquimia à Química. São Paulo:Editora Landy, 2001.
LIBÂNEO, J.C. Adeus Professor, Adeus Professora. São Paulo: Editora Cortez, 2002.
LIBÂNEO, J.C. Didática. São Paulo: Cortez Editora, 1994.
MELLADO, V. Contribuciones de la filosofía de la ciencia a la didáctica de las
Ciencias. Enseñanza de las Ciencias, v. 11, n. 3; p. 331-339, 1993
MIZUKAMI, M. G. N. Ensino: As Abordagens do Processo. São Paulo: Editora
Pedagógica e Universitária, 1986.
POSNER, G.J.; STRIKE, K.A.; HEWSON, P.W.; GERTZOG, W.A. Accommodation
of a Scientific Conception: Toward a Theory of Conceptual Change. Science
Education, v. 66, p.211-227, 1982.
REGO T.C. Vygotsky: uma perspectiva histórico-cultural da educação. Editora
Vozes Fontes, 1998
SCHULTZ, D. P.; SCHULTZ, S. E. História da Psicologia Moderna. Editora Cultrix,
2001.
Ciência e senso comum: rumo à construção do pensamento científico
Para De Carvalho, A.M.P em Ensino de Ciências: unindo a pesquisa e a prática,
Thompson, 2004, p. 3 e p.7/8:
”Um ensino que vise à aculturação científica deve ser tal que leve os estudantes a
construir o seu conteúdo conceitual participando do processo de construção e
dando oportunidade de aprenderem a argumentar e exercitar a razão, em vez de
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Apêndices v

6. Portfolio de:
forncer-lhes respostas definitivas ou impor-lhes seus próprios pontos de vista
transmitindo uma visão fechada das ciências”.
“A mais importante implicação do modelo construtivista seja conceber a Didática
das Ciências Experimentais, não como um conjunto de conhecimentos e
habilidades, mas como um programa de atividades em que situações problemáticas
abertas possam gerar o interesse dos estudantes e através dos quais consigamos
uma mudança ao mesmo tempo conceitual, metodológica e atitudinal.”
Para Gaston Bachelard em A formação do espírito científico: uma contribuição para
a psicanálise do conhecimento. Contraponto, 1996, p. 28:
“A evolução das ciências é dificultada por obstáculos epistemológicos, entre os
quais o senso comum, os dados perceptíveis, os resultados experimentais e a
própria metodologia aceita como válida, assim como todos os conhecimentos
acumulados. Para conseguir supera-los, são necessários atos epistemológicos:
ruptura com os conhecimentos anteriores, seguidas por sua reestruturação”
Para Lévy, P. em Cibercultura. Editora 34 1999, p.157:
“Pela primeira vez na história da humanidade, a maioria das competências
adquiridas por uma pessoa no início de seu percurso profissional estarão obsoletas
no fim de sua carreira.”
Para Braga, W. em Transmissão de calor. Thompson, 2003:
”O aprendizado do aluno é fortemente dependente do esforço individual. O livro,
as aulas, material na Internet e qualquer outro material acadêmico podem ser
insuficientes. O que fará a diferença é a sinergia alcançável pelo uso combinado
daqueles fatores e o esforço do aluno ao se preparar para as aulas, fazendo os
exercícios de preparação, ainda que por vezes de forma errada, mesmo que com
dúvidas e discutindo com seus colegas. O que faz a diferença é a participação ativa
do aluno nas aulas. (...) Já passou o tempo em que o ensino era o transpor das
informações da cabeça do professor para o caderno do aluno. Hoje o ensino é
centrado no processo de aprendizagem, quer por parte do professor, quer por parte
dos alunos.”
“A experiência tem indicado que a taxa de retenção de qualquer material
acadêmico depende da nossa capacidade de unir as novas informações com
aquelas já conhecidas, o que deve ser feito por cada um, individualmente.
Assim ao ler um determinado capítulo, procure vinculá-lo a outros assuntos já
conhecidos, de outras matérias, da sua vida pessoal ou ainda do estágio. (...)
Procure seguir a programação acadêmica do curso. Para cada capítulo, veja o
material disponível, leia o texto, procure responder às questões, faça os exercícios
de preparação-antes de cada aula, preferencialmente. Após as aulas, procure
responder às perguntas de revisão e faça o que mais for sugerido. (....) Desenvolva
seu lado crítico, questionando. Na verdade se você não tiver dúvidas, fique
preocupado.”
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7. Portfolio de:
A ciência “pode ser definida como um conjunto de regras, estabelecidas e aceitas
por todos, que consiste em uma sucessão de etapas voltadas para o conhecimento.
De uma maneira pouco formal, podemos dizer que o método científico passa pela
observação de algum fenômeno, pela construção de uma teoria (modelagem)
visando a sua explicação, a observação das conseqüências (resultados) dessa teoria
e sua justaposição aos dados experimentais para posterior correção da teoria, e
assim por diante.” (em dúvidas mais comuns, p.9)
Para Braga, M., Guerra, A., Freitas, J., Reis, J.C Lavoisier e a ciência no
iluminismo. Editora Atual, 2000:
“As bases da ciência moderna são a experimentação e a expressão dos conceitos em
linguagem matemática.”
Da aprendizagem e relevância do transporte de fluidos/quantidade de
movimento: uma visão de diferentes autores
Granger, R.A. um conceituado pesquisador e professor de mecânica dos fluidos, em seu
livro Fluid Mechanics. Dover, 1995 diz sobre a ciência de mecânica de fluidos (transporte
de fluidos na visão de fenômenos de transporte)
que:
“Its uses are limitless. We must understand fluid mechanics if we want to model the red spot
on Jupiter, or measure the vorticity in a tornado, or design a transonic wing for an SST, or
predict the behavior of subatomic particles in a betatron. To track the motions of fluids past
objects or through objects, in oceans or in molecules, here on earth or in distant galaxies,
fluid mechanics examines the behavior of liquids, gases, and plasma – of everything that is
not solid. The theory of fluid mechanics is the foundation for literally dozens of fields within
science and engineering: for meteorology, oceanography, and astronomy; for
aerodynamics, propulsion, and combustion; for biofluids, acoustics, and particle physics.”
No extrato acima, o autor apresenta uma definição de fluidos?
Você concorda com a opinião de Granger?
Tendo em vista a preleção de Granger, qual a importância da disciplina de Fenômenos
de Transporte-I na sua formação?
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Apêndices vii

8. Portfolio de:
Potter & Wiggert no prefácio do livro Mecânica (p. XI) dos fluidos dizem que:
“a mecânica dos fluidos é uma disciplina que contém muitos fenômenos difíceis de se
entender. Por exemplo, como você explicaria o buraco escavado na neve pelo vento (...)?
Ou a alta concentração de neblina da área de Los Angeles (...)? Ou o vento forte
inesperado em volta de uma esquina de um prédio alto em Chicago? Ou a vibração e
subseqüente colapso de uma grande ponte de aço e concreto devido ao vento?”
Você concorda com a opinião dos autores sobre a dificuldade da compreensão dos
fenômenos citados?
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Apêndices viii