Existem três tipos de aprendizagens significativas, são elas:

a. aprendizagem representacional, na qual o indivíduo relaciona o símbolo a um objeto;

b. aprendizagem de conceito, na qual o indivíduo é capaz de relacionar o símbolo não a um objeto, mas, a uma infinidade de objetos, pois compreendeu uma regularidade nessa relação, uma vez que conceito envolve regularidade em eventos, trata-se de uma aprendizagem representacional mais elaborada;

c. aprendizagem proposicional, não se trata de aprender significado de conceitos em uma proposição, mas sim, de aprender o significado por traz da soma de palavras ou conceitos numa proposição.

As formas de Aprendizagens Significativas especificam as relações entre os subsunçores e o novo conhecimento, assim como, as relações entre as duas formas de conhecimento, de maneira que ambas sofrerão modificações.

Durante o processo da aprendizagem significativa, a nova informação não estabelece uma espécie de elo com os elementos preexistentes da estrutura cognitiva, ao contrário, esses elos só ocorrem na aprendizagem automática. Na aprendizagem significativa, há uma mudança tanto na nova informação como nos subsunçores com a qual o novo conhecimento estabelece relação, sendo que o resultado dessa interação é a assimilação (PIVATTO; SCHUHMACHER, 2013, p.200-201).

Essas relações estabelecem três formas de Aprendizagem Significativa, são elas: a) aprendizagem subordinada, b) aprendizagem superordenada e, c) aprendizagem combinatória.

Aprendizagem subordinada é a forma mais comum e acontece quando uma informação nova é ancorada de forma subordinada, ou seja, do mais geral para o mais inclusivo:

Aprendizagem significativa é dita subordinada quando os novos conhecimentos potencialmente significativos adquirem significados, para o sujeito que aprende, por um processo de ancoragem cognitiva, interativa, em conhecimentos prévios relevantes mais gerais e inclusivos já existentes na sua estrutura cognitiva (MOREIRA, 2013, p. 17).

A segunda forma de aprendizagem significativa é a superordenada, na qual, um conceito mais geral e inclusivo é obtido por meio da dedução de conceitos mais específicos.

Suponhamos agora que o aprendiz não tivesse uma ideia mais ampla, ou o conceito, de escola e fosse aprendendo de modo significativo o que é uma escola pública, uma escola aberta, uma escola confessional, uma escola militar, etc., ela ou ele poderia começar a fazer ligações entre diferentes tipos de escola, buscando semelhanças e diferenças e chegar, por meio de um raciocínio indutivo, ao conceito de escola. Esta seria uma aprendizagem superordenada (MOREIRA, 2013, p. 18).

A terceira forma de aprendizagem significativa é a combinatória, que acontece quando o novo conceito é obtido por meio da interação entre os conceitos já existentes na estrutura cognitiva do indivíduo.

Ao realizar a aprendizagem significativa por meio da subordinação, ou seja, por meio da ancoragem de um novo conceito ao já existente, isso ocorrendo várias vezes, leva a uma modificação do subsunçor, consequentemente a uma diferenciação progressiva desse subsunçor.

Diferenciação progressiva: como princípio programático da matéria de ensino, significa que ideias, conceitos, proposições mais gerais e inclusivos do conteúdo devem ser apresentados no início do ensino e, progressivamente, diferenciados, ao longo do processo, em termos de detalhes e especificidades. Do ponto de vista cognitivo, é o que ocorre com determinado subsunçor à medida que serve de ancoradouro para novos conhecimentos em um processo interativo e dialético (MOREIRA, 2013, 74).

Já na aprendizagem superordenada e na combinatória os conceitos já estabe- lecidos podem se relacionar na medida em que as informações vão chegando ao indivíduo, ou seja, ocorre uma reorganização dos subsunçores gerando a reconci- liação integrativa.

Para o desenvolvimento do trabalho, foram escolhidas duas classes do nono ano do Ensino Fundamental. Essa escolha não se deu de forma aleatória, mas por meio de critério pré-estabelecido, que foi principalmente o índice de rendimento, ou seja, quantidade geral de notas abaixo do satisfatório, que para a Secretaria Estadual de Educação de São Paulo corresponde à nota 5,0. Na época da pesquisa, a escola contava com quatro turmas do nono ano do Ensino Fundamental. Foram escolhidas as turmas com a melhor média geral de notas e a turma com a pior média, em relação ao primeiro bimestre do ano letivo.

Essa escolha, se deve pelo fato de os pesquisadores não conhecerem os alunos, uma vez que, o autor principal chegou à escola por remoção, no início do ano letivo. Após o levantamento realizado, estabeleceu-se o nono ano C como grupo experimental, no qual, seriam aplicadas as estratégias diferenciadas, e os alunos do nono ano D como grupo controle, no qual, as aulas passariam a ser ministradas de forma convencional, porém com os mesmos tópicos e conteúdos trabalhados no grupo experimental.

Na avaliação do conselho de classe, foi unanimidade que o nono ano C possuía mais alunos com comportamento agressivo e quase o dobro de notas abaixo da média, consequentemente era a mais difícil de se trabalhar, quando comparados com os alunos do nono ano D. Ficou assim determinado que caberia ao nono ano C o papel de grupo da pesquisa, na tentativa de despertar o interesse desses alunos pelo estudo, com o uso das estratégias diferenciadas. O Quadro 1 apresenta as principais características de cada uma das duas turmas.

Quadro 1
critérios para seleção dos grupos

Dados da pesquisa

Alguns alunos da turma C apresentaram comportamento agressivo, forçando o primeiro autor desse trabalho a elaborar um Boletim de Ocorrência (B.O.), por ameaça de agressão física. Essa mesma agressividade levava à prática de bullying entre os colegas de sala.

A escolha se justifica pela tentativa de estimular a prática do estudo nesses alunos, ou seja, até que ponto pode-se recuperar a autoestima de um aluno, ou de uma classe, por meio de estratégias diferenciadas, nas quais oportuniza ao aluno uma maior participação no processo de ensino e aprendizagem.

Após a seleção das turmas, iniciou-se a pesquisa com a aplicação de um questionário de conhecimento prévio (fase 1), contendo 21 questões referentes à Astronomia. Os temas contidos no questionário já foram ou deveriam ter sido tratados e apropriados pelos alunos nos anos anteriores.

Para análises das questões foram usados o Dicionário Enciclopédico de Astronomia e Astronáutica de Ronaldo Rogério de Freitas Mourão (MOURÃO, 1995) e o livro didático adotado pela escola Ciências: Atitude e Conhecimento (FIGUEIREDO; CONDEIXA, 2010).

As intervenções ocorreram após a aplicação do questionário, utilizando variados recursos e estratégias diferenciadas com o grupo experimental e aulas expositivas (convencionais) com o grupo controle.

Para Ausubel, Novak e Hanesian (1980), a aprendizagem significativa é mais duradoura, uma vez que na memorização da aprendizagem mecânica, as informações não interagem com o conhecimento prévio e não se ancoram. Nesse sentido, finalizadas as intervenções, esperou-se passar um período de quatro meses, nos quais, não foram abordados assuntos relativos à Astronomia. Período esse considerado necessário para verificar se a aprendizagem foi significativa ou mecânica.

Após esse período, foi aplicado o mesmo questionário aplicado anteriormente, (fase 2), aproveitando a realização do Sistema de Avaliação de Rendimento Escolar do Estado de São Paulo (SARESP), com a finalidade de aproveitar o número máximo de participantes, com o objetivo de verificar o nível de conhecimento obtido após as intervenções. Por fim, tem-se a análise dos dados e as conclusões, que serão apresentadas posteriormente.

Os recursos e estratégias, contidas no Quadro 2, foram utilizadas nas intervenções aplicadas ao grupo experimental. Foram estabelecidas de forma a contemplar todos os equipamentos disponíveis, não só da escola, como também, do próprio professor e primeiro autor desse trabalho, disponibilizando aparelhos do grupo de Astronomia amadora da cidade de Jundiaí, Associação Jundiaiense de Astrônomos Amadores (AJAA), aproximando, assim, a Astronomia amadora da escola pública.

Quadro 2
Recursos e estratégias aplicadas ao grupo experimental

Dados da pesquisa

As estratégias desenvolvidas com o grupo experimental tiveram intuito de conciliar as aulas (intervenções) fundamentada metodologicamente pela Teoria da Aprendizagem Significativa formulada por Ausubel, Novak e Hanesian (1980). Porém não foram negligenciados os materiais didáticos fornecidos pelo governo, ou seja, os livros contidos na biblioteca da escola, são eles: Astronomia (NOGUEIRA, 2009a), Astronáutica (NOGUEIRA, 2009b) e Mudanças Climáticas (OLIVEIRA; SILVA; HENRIQUES, 2009).

Aplicou-se um questionário de conhecimento prévio, com o objetivo de verificar o que o aluno já conhecia a respeito dos assuntos a serem tratados, visto que, o ponto central da teoria de Ausubel, Novak e Hanesian (1980), é aproveitar o conhecimento prévio do aluno sobre o tema a ser desenvolvido (subsunçores), a partir do qual serão produzidas a ancoragem de novos conhecimentos, assim como, fazer escolha e uso de materiais potencialmente significativos.

No Quadro 3 consta os recursos e estratégias, que foram utilizadas nas intervenções aplicadas ao grupo controle. Foram planejadas pensando ser esses os únicos recursos disponíveis na maioria das escolas públicas brasileiras.

Quadro 3


Dados da pesquisa

A pesquisa realizada teve uma abordagem mista, com um delineamento quase-experimental. De acordo com Creswell (2007), nessa modalidade, os participantes são convenientemente selecionados e o pesquisador verifica se um tratamento específico pode influenciar no resultado.

Na pesquisa relatada nesse artigo, foram definidos dois grupos, sendo um grupo experimental, no qual foram aplicadas as estratégias diferenciadas e um grupo controle, com aulas convencionais do tipo expositiva dialogada. Essa escolha se baseia, entre outras razões, na necessidade de se reunir dados qualitativos e quantitativos no presente estudo, assim, responder adequadamente à questão de pesquisa, utilizando-se dos dados qualitativos e quantitativos.

Nesse sentido, optou-se por fazer uma triangulação dos dados, que de acordo com Prodanov e Freitas (2013), essa perspectiva permite realizar a convergência dos métodos qualitativos e quantitativos por meio de diferentes estratégias, permitindo assim compensar as fragilidades dessas abordagens.

Com o objetivo de verificar a eficiência das metodologias adotadas, foi utilizado o teste t de Student, trata-se de um teste de hipótese que utiliza conceitos estatísticos para rejeitar ou não uma hipótese nula (TRIOLA, 2017).

Triola (2017, p. 171), afirma que “em Estatística, uma hipótese é uma alegação, ou afirmação, sobre uma propriedade de uma população”. Nos testes de hipóteses deve-se estabelecer as hipóteses nula e alternativa, que são duas declarações mutuamente exclusivas sobre uma população. Procura-se utilizar os dados amostrais para determinar se deve rejeitar ou não a hipótese nula.

A Hipótese nula, denotada por (H₀), afirma que um parâmetro da população (como a média, o desvio padrão, e assim por diante) é igual a um valor hipotético e deve conter o sinal de igualdade (TRIOLA, 2017).

Já a Hipótese Alternativa, que por sua vez é denotada por (H₁), afirma que um parâmetro da população é menor, maior ou diferente do valor hipotético na hipótese nula. Nesse sentido, a hipótese alternativa deve conter um dos três sinais: (TRIOLA, 2017).

Os gráficos apresentados visam fornecer uma visão geral do aproveitamento das turmas em função das estratégias utilizadas. Ao analisar a turma C (Figura 1), verificou-se que das 21 questões, apenas nove delas obtiveram um índice de acerto acima de 50,0%, ou seja, um aproveitamento de 42,8% na segunda aplicação do questionário. Já a turma D (Figura 2) apresentou quatorze questões com índice de acerto acima dos 50,0%, perfazendo um total de 66,7% de aproveitamento na segunda aplicação.

Figura 1
Análise geral de acertos por questão da turma C
Dados da pesquisa

Figura 2
análise geral de acertos por questão da turma D
Dados da pesquisa

Nessa etapa foi realizada uma análise do rendimento por aluno, verificando a quantidade de questões que foram respondidas corretamente tanto pelo grupo experimental (turma C), quanto pelo grupo controle (turma D), cujo número de acertos pode se ver no Quadro 4.

Quadro 4
Acertos por aluno das turmas C e D

Dados da pesquisa

Os gráficos das Figura 3 e 4 mostram os índices de acerto de questões por aluno.

Figura 3
Análise de acertos por aluno da turma C
Dados da pesquisa

Embora tenham sido utilizados métodos diferenciados com a turma C, grupo experimental, seu aproveitamento foi aquém do esperado, pois, dos 31 alunos, somente 22,6% deles conseguiram acertar mais de 50,0% das questões na segunda aplicação do questionário, contra 25,8% na primeira aplicação e 29,0% deles demonstraram uma queda nos índices de acertos na segunda aplicação.

Analisando o gráfico da Figura 4, fica nítida a evolução com relação ao grupo controle, turma D, na qual as aulas foram ministradas de forma totalmente convencional, ou seja, utilizando livros, giz, lousa, caderno.

Figura 4
Análise de acertos por aluno da turma D
Dados da pesquisa

No gráfico da Figura 4, percebe-se com clareza que dos 33 alunos, 60,6% conseguiu acertar mais de 50,0% das questões na segunda aplicação do questionário, contra 6,1% na primeira aplicação e 24,2% deles demonstraram uma queda nos índices de acertos na segunda aplicação.

Inicialmente será realizada uma análise quantitativa, utilizando o teste t de Student (TRIOLA, 2017).

O Quadro 5 apresenta os dados das médias, variância e desvio padrão das turmas C e D, obtidos com os dados apresentados no Quadro 4. A quarta coluna do quadro consta a diferença entre o número de acertos da segunda fase e da primeira fase.

Quadro 5
Dados estatísticos das Turmas C e D

Dados da pesquisa

A variável resposta a ser considerada foi a diferença entre o número de acertos na primeira e segunda fases. Utilizando o teste t unilateral à direita e os dados do Quadro 5, obtém-se, inicialmente para a Turma C (grupo experimental):

Hipótese nula (H₀): D_C = 0

Hipótese alternativa (H_a): D_C > 0

Estatística do teste: $t_c=\frac{\bar{d}}{\frac{s}{\sqrt{n}}}=\frac{\mathrm{1,4839}}{\frac{\mathrm{3,3553}}{\sqrt{n}}}=2,462$

Em que: t_c é o t calculado; d: média das diferenças de acertos entre a primeira e segunda fase da Turma C; S: desvio padrão das diferenças de acerto da Turma C; e n: tamanho da amostra da Turma C.

O t tabelado (t_t ) com 5,0% de confiança e 30 graus de liberdade (n-1) corresponde a tt (30) = 1,697.

Como t_c = 2,462 > 1,697 = t_t , rejeita-se a hipótese nula H₀, logo há diferença significativa entre o número de acertos antes e depois da intervenção na Turma C (grupo experimental), isto é, as oficinas de Astronomia, observações telescópicas e as tecnologias digitais foram eficientes e promoveram uma melhoria no processo de ensino e aprendizagem.

Já para a Turma D (grupo controle), utilizando o mesmo teste t unilateral à direita e os dados do Quadro 5, obtém-se:

Hipótese nula (H₀): D_D = 0

Hipótese alternativa (H_a): D_D > 0

Estatística do teste: $t_c=\frac{\bar{d}}{\frac{s}{\sqrt{n}}}=\frac{3,3030}{\frac{3,6783}{\sqrt{n}}}=5,158$

Em que: d média das diferenças de acertos entre a primeira e segunda fase da Turma D; S: desvio padrão das diferenças de acerto da Turma D; e n: tamanho da amostra da Turma D.

O t tabelado (t_t ) com 5,0% de confiança e 32 graus de liberdade (n-1) corresponde a tt (32) = 1,694

Como t_c =5,158 > 1,694 = t_t , rejeita-se a hipótese nula H0, logo há diferença significativa entre o número de acerto entre a primeira e segunda fase, isto é, as aulas convencionais também demonstraram ser eficientes para o ensino de Astronomia.

Para comparar qual estratégia foi mais eficiente, faz-se necessário verificar se há diferença estatística significativa entre a primeira e segunda fase nas turmas C e D.

É possível perceber por meio do Quadro 5, que as médias das notas das duas turmas na primeira fase são parecidas, pois enquanto que na Turma C a média de acertos foi 7,2581, na Turma D foi 7,6667. No entanto o desvio padrão da Turma C na primeira fase foi de 3,2349, enquanto que na Turma D demonstrou ser mais homogênea, pois seu desvio padrão foi de 1,8143, portanto menor.

Neste caso, será utilizado o teste t bilateral. Com os dados do Quadro 5, obtém-se:

Hipótese nula (H₀): μ_C =μ_D (as médias são iguais)

Hipótese alternativa (H_a): μ_C ≠μ_D ,(as médias são diferentes)

Estatística do teste: $t_c=\frac{m_D-m_c}{\sqrt{S^2(\frac{1}{n_C}+\frac{1}{n_D})}}$ Em que $S^2=\frac{(n_C-1)S_{C^2}+(n_D-1)S_{D^2}}{n_C+n_D-2}$

$S_{C^2}=10,4645$ $S_{D^2}=3,2917$

Em que: m_c : média das notas da turma C na primeira fase; m_D: média das notas da turma D na primeira fase; S² variância das duas turmas na primeira fase; n_c: número de alunos da turma C; n_D: número de alunos da turma D; S_C² : variância da turma C na primeira fase e S_D² : variância da turma D na primeira fase.

Calculando a variância (S2), obtém-se:

Portanto a estatística do teste fornece para o t calculado (t_C ):

O t tabelado com 5,0% de confiança e (31+33-2) = 62 graus de liberdade corresponde a tt (62) = 1,999.

Como t_c = 0,628 <1,999 = t_t, não se pode rejeitar a hipótese nula H₀. Logo não há diferença estatística significativa entre o número de acerto entre as Turmas C e D na primeira fase.

Este resultado permiti comparar de forma mais eficiente as metodologias aplicadas nas Turmas C e D por meio da diferença entre as notas dos alunos na primeira e segunda fases, visto que o teste t de Student não apontou diferença estatística nas notas dos alunos na primeira fase.

A próxima etapa é verificar se há diferença estatística significativa entre a metodologia utilizada no Grupo Experimental e no Grupo Controle. Nesse caso será adotado como variável resposta a diferença entre o número de acerto dos alunos na primeira e segunda fase nas turmas C e D.

Utilizando novamente o teste t bilateral e os dados do Quadro 5, obtém-se:

Hipótese nula (H0): DC = DD (Não há diferença entre as notas)

Hipótese alternativa (Ha): DC ≠ DD (Há diferença entre as notas)

Estatística do teste: ; em que

Em que; DC média das diferenças das notas da turma C entre as duas fases; D : média das diferenças das notas da turma D entre as duas fases; S2: variância das diferenças das notas entre as duas turmas entre as duas fases; nC : número de alunos da turma C; n : número de alunos da turma D; S 2: variância das diferenças das notas da turma C entre as duas fases e S 2: variância das diferenças das notas da turma D entre as duas fases.

Pode-se dessa forma, calcular a variância (S2 ), obtendo-se:

Como anteriormente, o t tabelado com 5,0% de confiança e 62 graus de liberdade corresponde a t_t (62) = 1,999 .

Como t_C = 2, 603 > 1,999 = t_t , pode-se rejeitar a hipótese nula H₀ . Logo há uma diferença significativa entre as metodologias aplicadas nas Turmas C e D. Neste caso, as aulas convencionais mostraram ser mais eficientes.

Conclui-se, portanto, que tanto as aulas diferenciadas quanto as convencionais contribuíram no processo de ensino e aprendizagem de Astronomia, no entanto a turma D, grupo controle, apresentou uma melhora significativa, relacionada ao ensino da Astronomia, em comparação à turma C, grupo experimental.

Contrariando as expectativas, as estratégias realizadas no grupo experimental não surtiram o efeito esperado. Já no grupo controle, as aulas expositivas dialogadas demonstraram ser mais eficientes na melhoria de uma Aprendizagem Significativa.

A seguir, apresenta-se uma lista de fatores que podem ter influenciado o grupo experimental a ter um resultado inferior ao grupo controle em relação a Aprendizagem Significativa.

• Na observação astronômica, dos 33 alunos desse grupo, apenas sete compareceram no período noturno para essa atividade.

• O grupo experimental apresentou cinco alunos de comportamento inadequado.

Foi necessária a intervenção da supervisora de ensino da escola, a pedido da direção, que interviesse junto a esses alunos, pois os professores e a equipe gestora já tinham esgotado todas as possibilidades de diálogo com esses estudantes.

• Os alunos do grupo experimental e a própria coordenação pedagógica demonstraram não estarem habituados ao trabalho de oficinas, pois esse tipo de atividade requer mudança de postura tanto do corpo discente, como do corpo docente e até mesmo da equipe gestora e pedagógica, uma vez que, altera a rotina no ambiente escolar.

De acordo com o que já foi exposto, fica claro que, no grupo controle, apesar das aulas terem sido abordadas de forma convencional, vinte alunos realizaram uma associação não literal e não arbitrária entre o conhecimento já existente e o novo conhecimento, fornecendo assim, significados aos conceitos novos e alcançando uma Aprendizagem Significativa.

Fatores que favoreceram a Aprendizagem Significativa desse grupo.

• Alunos apresentando um comportamento mais adequado à aprendizagem;

• Comprometimento dos alunos com relação às atividades propostas;

• Esses alunos reivindicaram por inúmeras vezes que o professor, primeiro autor deste trabalho, fizesse uso das mesmas estratégias aplicadas ao grupo experimental.

Assim, em resposta a questão de pesquisa: Estratégias como, oficinas de Astronomia e o uso das tecnologias digitais são suficientes para despertar em alunos indisciplinados, desmotivados e apáticos, o interesse pelo processo de ensino e aprendizagem?

Pode-se dizer que a predisposição do aluno em aprender é indispensável para que ocorra de fato a aprendizagem significativa, e que o sucesso dessa aprendizagem não depende única e exclusivamente do uso das tecnologias digitais ou das oficinas de Astronomia, o que não deve ser entendido como estratégias ineficientes, mas que simplesmente não são suficientes.

O uso das tecnologias digitais deve ser estimulado nas escolas de ensino fundamental e médio, no entanto as aulas expositivas e dialogadas também são eficientes. Outros fatores interferem na melhoria do ensino e aprendizagem, não sendo apenas os recursos pedagógicos responsáveis pela aprendizagem significativa. O aluno deve ter disposição para aprender.

Uma das prováveis razões para o resultado atingido pelo grupo controle ser superior ao grupo experimental, pode estar relacionado ao ambiente em sala de aula, sendo o grupo controle formado por alunos mais receptivos do que os alunos do grupo experimental.