Mapas conceituais | luisfernandolopes

Apresentaremos os mapas conceituais confeccionados nesta pesquisa assim como a análise de cada um deles com o objetivo de mostrar ao professor de física como eles podem ser utilizados.

Mapas Conceituais Confeccionados Pelos Alunos

Mapa 1 (2°ano)

O mapa foi confeccionado por um aluno do 2° ano do ensino médio, a tarefa foi proposta em meados do mês de março, nesse sentido pode-se inferir que o professor naquela etapa trabalhava conceitos iniciais sobre calorimetria, nota-se que ainda não há diferenciação entre o conceito de calor sensível e calor latente, uma hipótese plausível para essa não diferenciação é que o professor trabalhava de forma linear com o conteúdo programático do ano em questão e como consequência inicialmente não havia explicado a importância do calor nas transformações de estados de agregação da matéria.

Outro aspecto que se revela com a análise deste mapa é a necessidade da variação de pressão para que haja uma efetiva transformação, neste caso como o aluno ainda não conhece os tipos de transformações isobáricas conclui previamente que para haver mudança, ou melhor, transformações se faz necessário a variação de pressão.

Mapa 2 (2°ano)

Este mapa foi elaborado por um aluno do segundo ano do ensino médio em meados de setembro de 2013, nele podemos verificar que o aluno estabelece a relação entre a luz e os conceitos ópticos, é capaz de associar a origem da fonte luminosa, a forma com que os raios de luz se propagam e a densidade óptica de cada corpo caracterizando-os de acordo com a passagem ou não da luz por suas estruturas.

Observa-se também um pensamento organizado contendo um nexo causal entre propriedade física e sua respectiva consequência, isso se revela quando o fenômeno de refração da luz é associado na transmissão da luz por meio da estrutura dos corpos. Cabe também ressaltar que não o aluno não relaciona por exemplo a reflexão da luz nos diversos corpos, por exemplo um corpo pode ser translúcido refratando parte da luz que chega até ele, mas também refletindo uma parcela significativa de luz.

Mapa 3 (2°ano)

Este mapa é do mesmo autor do mapa anterior, contudo nota-se uma evolução conceitual, ou seja, o conceito de óptica outrora abordado no mapa anterior é inserido no ramo da ondulatória e mais constata-se que a questão focal é direcionada para as oscilações mecânicas no caso representada pela acústica.

Situando temporalmente a construção, temos que esta construção foi elaborada no mês de outubro de 2013 e que provavelmente o aluno não tenha estudado ou aprendido significativamente os fenômenos de refração, difração nem o conceito de interferência pois estes também constitui-se como fenômenos sonoros e também tem grande relevância conceitual.

Percebe-se claramente que este aluno consegue desenvolver algumas estruturas mais elaboradas, ou seja, a aprendizagem segundo Ausubel é facilitada quando elementos mais gerais, mais inclusivos são introduzidos na estrutura (MOREIRA; MASINI, 1982).

Esta estrutura conceitual pode revelar também a maneira com que o professor estruturou seu plano de trabalho, ou seja, o mapa deriva da própria estrutura tanto do conteúdo programático do material didático adotado.

Mapa 4 (1°ano)

Mapa elaborado por um aluno do 1° ano do ensino médio em meados de março de 2013, o mapa nos revela que o aluno consegue relacionar o movimento e o repouso como estados antagônicos no estudo dos fenômenos da natureza, fica claro também que o aluno não consegue relacionar o conceito de equilíbrio dinâmico diferenciando de equilíbrio estático.

Outro aspecto relevante desta representação é a posição hierárquica do conceito de velocidade e do conceito de aceleração, ainda não há uma relação direta e explícita entre a variação da posição e a variação da velocidade, ou melhor, o aluno não percebe que a aceleração é uma função também da variação da posição no decorrer do tempo, (no caso a derivada segunda da posição em relação ao tempo).

O mesmo ocorre com os conceitos de força e de quantidade de movimento, sabe-se que a variação do momento linear (quantidade de movimento) é o próprio conceito de força, contudo tal relação ainda não fica revelada observando o mapa conceitual.

Mapa 5 (1°ano)

Este mapa foi produzido por um aluno do primeiro ano do ensino médio em meados de junho de 2013, o aluno retrata sua representação cognitiva a respeito dos conceitos fundamentais da dinâmica, nesse sentido cabe ressaltar a diferenciação entre as duas situações de equilíbrio e suas implicações, ou seja, caso seja nula a aceleração não se observa os efeitos clássicos da ação da força de contato.

Outro aspecto importante revelado pelo mapa são as leis de Newton derivando da ação do conceito de força, nesse caso o aluno demonstra ter um sólido conhecimento das relações entre as leis de Newton e as consequências da ação de uma força.

Mapa 6 (1°ano)

Nesta representação observa-se uma relação substancial entre o conceito de pressão e densidade na construção da lei de Stevin, ou seja, fica claro que o aluno consegue associar partes integrantes da função da pressão hidrostática em um líquido em repouso. O número reduzido de conceitos revela ainda um conhecimento incipiente a respeito da mecânica de fluído, uma hipótese plausível seria que os próprios materiais didáticos do ensino médio não abordam muitos dos conceitos do estudo dos fluídos, por exemplo, o matéria didático da REDE SESI aborda apenas os conceitos de pressão, densidade, lei de Stevin e princípio de Pascal, deixando de lado os conceitos básicos da hidrodinâmica.

Mapa 7 (3°ano)

Neste exemplo o aluno relaciona os princípios básicos da radioatividade associando os tipos de emissão com suas respectivas aplicações, é possível identificar que o aluno consegue perceber que a fissão nuclear pode ser utilizada na geração de energia por meio de usinas termonucleares, contudo, se faz necessário uma melhor discussão a respeito das aplicações em outros setores, como por exemplo as aplicações utilizada em larga escala em medicina, tanto no diagnóstico quanto no tratamento em casos de radioterapia e de quimioterapia.

Outro aspecto importante revelado por esta representação conceitual é a aplicação bélica da fissão nuclear que é muito difundida em aplicações bélicas tais como as bombas de fissão nuclear utilizadas na segunda guerra mundial. Já a aplicação bélica da fusão nuclear é menos difundida, como é o caso da bomba de hidrogênio, como consequência com menor ocorrência.

Não podemos ao certo dizer apenas analisando o mapa que este aluno em questão confundiu as aplicações da fissão e da fusão nuclear, contudo, há de se levar em conta essa possibilidade frente ao uso mais corriqueiro da fissão atômica em aplicações bélicas.

Interessante também salientar que existe o fenômeno de fusão nuclear nas estrelas, contudo isso não é considerado em linhas gerais como uma aplicação do fenômeno, pode ser considerado em tese como uma ocorrência do mesmo.

Mapa 8 (3°ano)

Neste mapa o aluno retrata um conhecimento prévio a respeito do magnetismo e suas aplicações, percebe-se que o aluno associa a questão do magnetismo natural e a geração de campo magnético por meio da passagem de corrente elétrica.

Outro aspecto relevante é que nesta representação o aluno aponta a presença da força de campo como duas propriedades distintas a de atração e a de repulsão, contudo, uma propriedade fundamental dos imãs não é explicitada, a inseparabilidade dos pólos.

Apesar do mapa revelar poucos conceitos explícitos, devido ao fato da construção do mesmo ter ocorrido anteriormente ao trabalho do professor com o conteúdo do magnetismo, pode-se afirmar que o aluno possuí uma boa rede de subsunçores e que estes servirão de âncoras conceituais no estudo do eletromagnetismo.

O aluno revela possuir idéias inclusivas necessárias para relacionar com novos conhecimentos, inserindo o aluno como um sujeito consciente e ativo no processo de ensino e aprendizagem.

Pode-se dizer que nesta representação temos uma expressão por meio de proposições, potencializando a organização cognitiva do aluno. O aluno aprende significativamente aqueles conceitos que percebe vinculados à sua realidade e também a sua necessidade.

Mapa 9 (3°ano)

Este mapa foi elaborado por um aluno do terceiro ano do ensino médio, após o término do estudo da primeira lei de Ohm, nele é possível constatar que o aluno articula os conceitos de corrente elétrica, tensão e resistência, contudo ainda há uma certa “confusão” em respeito à natureza dos elementos do circuito, ou seja, em essência a lâmpada pode ser considerada uma aplicação dos resistores assim como os eletrodomésticos podem ser classificados como receptores elétricos. Possivelmente ao avançar com o conteúdo, este aluno consiga distinguir com mais propriedade “aquilo” que pode ser considerado como um elemento básico de um circuito “daquilo” que é uma aplicação tecnológica.

Mapa 10 (3°ano)

Este mapa foi confeccionado por um aluno no terceiro ano do ensino médio após o estudo do capítulo sobre campos magnéticos gerados por correntes elétricas, nota-se que ainda há um grau de dificuldade em relacionar conceitos, sobretudo a relação entre o campo magnético e entre cargas em movimento. O mapa parece estar invertido, no sentido de generalidade e também da hierarquização, pois os conceitos de campos são mais genéricos, ou seja, menos especializados que o conceito de corrente elétrica.

Nesse caso a estrutura pode indicar a existência de um profundo mal-entendido por parte do aluno, ou até mesmo uma maneira criativa de se relacionar os conceitos. Neste caso em específico o aluno apresentou dificuldades de entendimento, pois não tendo alcançado a menção mínima o mesmo acabou por ficar com nota abaixo da média.

As relações cruzadas apresentadas nesse mapa podem revelar integrações conceituais entre conceitos de mesma grandeza, ou seja, através destas é possível diagnosticar dificuldades ou avanços na aprendizagem.

Os mapas conceituais expõem as estruturas proposicionais do indivíduo e podem ser empregados, portanto, para verificar as relações equivocadas ou para mostrar quais são os conceitos relevantes que não estão presentes (NOVAK, 1988, p.129).

Mapa 11 (3°ano)

Este mapa foi elaborado por um estudante do terceiro ano do ensino médio, através desta representação pode-se constatar a presença hierarquia conceitual, pois parte do genérico (campo eletromagnético) e vai se especializando até a geração das ondas eletromagnéticas. É interessante notar que o mapa acaba por gerar um ciclo conceitual em sua malha a direita, ou seja, campo elétrico variando gera campo magnético e a variação desse por sua vez gera corrente elétrica.

Ao retratar esse ciclo o aluno demonstra ter domínio sobre a ideia principal precursora do eletromagnetismo, frente a isso o professor poderia explorar ainda mais para descobrir em qual profundidade situa-se seu conhecimento real a respeito do eletromagnetismo.

Mapa 12 (3°ano)

Esta é a representação elaborada por um aluno do terceiro ano do ensino médio após uma aula de introdução à eletrodinâmica, o aluno representa os tópicos trabalhados pelo professor por meio de mapa conceitual. Percebe-se que ainda não há uma elaboração mais estruturada a respeito do conceito de corrente elétrica, por exemplo, o efeito magnético gerado pela corrente não é representado, é muito provável que o professor não tenho abordado este aspecto em aula e o aluno por sua vez não tenha o conhecimento prévio a respeito da gênese do eletromagnetismo.

Nesses casos o professor pode atuar como mediador na construção dos alunos, essa postura construtivista ajudará o aluno tanto a renegociar conceitos como melhor elaborá-los. Ainda nesse exemplar, cabe ressaltar também que o efeito fisiológico não é representado, a hipótese inicial de que o professor não havia abordado em aula esse tópico ainda se faz presente, contudo há indícios também de que o aluno não consiga relacionar o conteúdo conceitual com seu cotidiano, fazendo-se necessário uma melhor transposição didática docente.

Mapa 13 (3°ano)

Nesse mapa confeccionado por um aluno do segundo ano do ensino médio, observa-se que o aluno consegue relacionar e distinguir o conceito de refração e também reflexão, isso fica claro quando o mesmo utiliza como elemento de ligação a proposição “luz bate e vai” para o fenômeno de refração e “luz bate e volta” para o fenômeno de reflexão. No caso ainda que o aluno não registre da forma correta, a expressão “a luz bate e vai” pode ser entendida como “ a luz incidente é transmitida” ou “ a luz incidente se propaga” e a expressão “ a luz bate e volta” pode ser traduzida em “ a luz incidente é refletida”.

Analisando cautelosamente a produção, existe ainda uma falha conceitual no que diz respeito a malha que representa a refração, da maneira com que foi representado, dá –se a impressão que o conceito de difusão decorre do fenômeno da refração, sabe-se seguramente que isto não é verdade, uma vez que a difusão é um tipo de reflexão específica onde devido a superfície irregular do corpo ou objeto promove a reflexão em várias direções.

Deve-se também atentar-se a fato de que o conceito de transparência não é hierarquicamente situado no mesmo patamar conceitual que o fenômeno de difusão, pois o conceito de transparência designa tipos de materiais e seus comportamentos em relação à propagação da luz.

Uma possível ação pedagógica para auxiliar o aluno no caso de equívocos conceituais é relatada por Moreira em seu livro Mapas Conceituais e Aprendizagem Significativa;

O professor deve ter presença marcante, como mediador, nessa negociação. Ele ou ela deve circular entre os grupos, sentar-se com um e outro, e participar através de sugestões do tipo:

Não lhes parece que esse conceito está muito isolado?
Será que não está faltando algum conceito importante?
A estrutura está boa, mas faltam muitos conectivos (palavras de enlace) entre conceitos. Pensem mais um pouco.
Procurem trabalhar somente com conceitos; evitem incluir nomes de pessoas, nomes de áreas de conhecimento, enfim, tudo que não seja conceito.
Não se esqueçam de hierarquizar, quer dizer, destacar de alguma maneira os conceitos mais importantes.

(MOREIRA, 2010, p.55).

Mapa 14 (2°ano)

Este mapa foi elaborado por um aluno do segundo ano do ensino médio após solicitação do professor logo no início da primeira etapa, após revisão de conceitos básicos da mecânica. Nota-se que o aluno confunde o grau de inclusividade do conceito de trabalho dentro do conceito de energia, sabe-se que o conceito de energia subjaz o conceito de trabalho e que ambos são na verdade faces dos frutos do Teorema da Energia Cinética.

Um detalhe muito importante é que mesmo após o professor explicar em detalhes o que seriam as palavras de ligação (conectivas) e como dar sentido as proposições, o aluno ainda assim optou por usar relações matemáticas como conectivos. Uma hipótese plausível para este uso é a falta de costume da utilização de atividades discursivas conceituais, nessas o aluno tende a operar conceitos expressando-os com palavras.

Outra falha conceitual é a malha da extremidade direita do mapa que sugere que o trabalho utiliza a quantidade de movimento para se relacionar com a energia, ou seja, o estudante equivocou-se com a relação do teorema da energia cinética. Uma possível hipótese seria de que tanto a energia cinética quanto a quantidade de movimento possuem um produto de massa por velocidade, contudo na energia cinética este produto é multiplicado mais uma vez pela velocidade e também dividido por dois, observe:

Mapa 15 (3°ano)

Este exemplar foi construído por um aluno do terceiro ano do ensino médio após o professor realizar revisões sobre assuntos trabalhados no ano anterior. Nesse sentido observa-se que o mapa é uma representação altamenteespecializada, ou seja, o aluno consegue representar os estados de agregação das moléculas tendo como base o calor.

O aluno consegue expressar-se em linhas gerais, contudo, ele inicia sua representação inserindo o conceito de termologia e logo em seguida utiliza como conectivo a palavra calor. O mapa poderia ser melhor estruturado se o utilizássemos como conectivo a palavra temperatura ao invés do conceito de calor, já que o termo temperatura está mais ligada a termologia.

Outro detalhe importante é que observando o mapa podemos inferir que apenas a variável temperatura determina o estado de agregação das moléculas, ou seja, não foi explicitado por exemplo as variáveis pressão e volume. Sobre essa inferência não podemos dizer que o aluno não saiba que tais variáveis também determinam o estado de agregação das moléculas, contudo é necessário atenção e até mesmo uma melhor investigação já que o mapa é de cunho pessoal.

Segundo MOREIRA, ao analisarmos tais produções:

... é preciso cuidado para não cair em um relativismo onde “tudo vale”: alguns mapas são definitivamente pobres e sugerem falta de compreensão. No momento em que um professor apresentar para o aluno um mapa conceitual como sendo o mapa correto de um certo conteúdo, ou no momento em que ele exigir do aluno um mapa correto, estará promovendo (como muitos outros recursos instrucionais) a aprendizagem mecânica em detrimento da significativa.

(MOREIRA, 2010, p.24).

Mapa 16 (2°ano)

Este mapa revela as representações que o aluno possui a respeito do estudo de lentes dentro do conteúdo de óptica, nota-se que o aluno consegue caracterizar os tipos de lentes esféricas de acordo com seu comportamento. Um aspecto interessante a se observar é que ambas os conceitos de lentes convergentes e lentes divergentes possuem em comum os elementos que a caracterizam tais como vértices, centros e raios de curvaturas e também eixos.

Outro aspecto revelado pelo mapa é que o aluno não representa todas as variedades de lentes de borda fina e também de borda grossa, apesar de citar as lentes bicôncavas e também biconvexas ele não cita as lentes plano-convexas, côncavo-convexas, entre outras. Não se pode afirmar que o mesmo não apresenta tais conhecimentos, contudo a uma primeira análise tais conceitos não ficam explicitados.

Deste fato decorre que:

Os conceitos nunca são aprendidos totalmente, mas sempre estão sendo aprendidos, modificando-se ou tornando-se mais explícitos e inclusivos na medida em que vão se diferenciando progressivamente (NOVAK e GOWIN, 1988). (pag85 mapas conceituais)

Mapa 17 (1°ano)

Neste mapa o aluno relaciona o conceito de força à algumas possíveis aplicações, nota-se que existe uma disposição espacial do conceito de maior abrangência (no caso a força) para os conceitos mais especializados tais como seus possíveis exemplares (suas componentes: peso normal e peso tangencial).

Outro aspecto relevante é como o aluno articula a dependência do conceito de movimento à influência do conceito de força, ou seja, nota-se forte vinculação tanto no ímpeto da geração do movimento (peso tangencial gerando movimento) quanto em sua oposição (atrito dificultando o movimento). Uma provável hipótese para explicar esse exemplar é que na data de sua elaboração a sala trabalhava o estudo do plano inclinado e nesses casos quando não há força externa atuando no corpo a força peso e suas componentes são as responsáveis pelo estado de movimento adotado pelo corpo.

Mapa 18

Este exemplar de mapa foi elaborado no intuito de sistematizar os conhecimentos adquiridos após o professor trabalhar uma revisão dos conceitos da cinemática básica no primeiro ano do ensino médio. Nota-se que os conceitos estão assentados de maneira hierárquica classificatória, ou seja, o mapa representa a evolução e a dependência dos conceitos de acordo com a sequência trabalhada pelo professor.

Neste caso o mapa guarda forte semelhança com um quadro sinóptico, ou seja, apesar de relacionar conceitos por meio de conectivos, se presta a função de simplificar ou resumir as ideias trabalhadas.

Não se pode categoricamente afirmar o quão distinto é a função de um mapa conceitual em relação a um mapa mental (associativo), ou um fluxograma ou até mesmo um quadro sinóptico, entretanto, na medida em que seu autor o elabora associando conceitos conectando por meio de palavras chaves prestando-se a função de sistematizar, mobilizar ou até mesmo confrontar conhecimentos prévios com novos conhecimentos podemos afirmar categoricamente que todos estes instrumentos estão a serviço da aprendizagem significativa.

Mapa 19

Neste mapa, de forma análoga ao mapa 18, o professor solicitou aos alunos que elaborassem um MC após a retomada dos conceitos básicos da óptica geométrica.

Nota-se que nesse exemplar os conceitos também estão dispostos de maneira hierárquica classificatória, ou seja, os alunos elaboraram uma espécie de “condensado conceitual” para utilizarem como consulta em uma outra atividade avaliativa. Uma provável hipótese para o professor não utilizar o próprio mapa conceitual como uma atividade avaliativa, é que naquele momento não havia o entendimento claro do cunho formativo do MC, entretanto, ao longo do projeto esse próprio professor já conseguia vislumbrar formas “alternativas” de avaliações formativas incluindo o MC.