Flexibilidade Cognitiva no Ensino de Ciências: Uma Revisão Bibliográfica
DOI:
https://doi.org/10.5007/2175-7941.2021.e67539Resumo
Apresentamos neste artigo os resultados de uma revisão bibliográfica que teve como objetivos principais: (i) situar a flexibilidade cognitiva nas áreas de ensino e pesquisa em ensino de Ciências, e (ii) buscar subsídios para consubstanciar o desenvolvimento da flexibilidade cognitiva através da elaboração e avaliação de atividades didáticas de Física. Consideramos, neste contexto, a importância da recontextualização dos conhecimentos científicos. Explicitada por diversos autores e pelos documentos oficiais voltados ao ensino médio de Física, é ela que possibilita aos estudantes lidar com as situações que vivenciam ou venham a vivenciar, muitas delas novas e inéditas. Encontramos na Teoria da Flexibilidade Cognitiva (TFC) a base teórico-metodológica para essas questões. Isso porque ela enfatiza o desenvolvimento da flexibilidade cognitiva como essencial na construção, organização e reestruturação do conhecimento face a novas situações e contextos de utilização. Nessa linha, a revisão bibliográfica foi realizada em trinta e três periódicos da área, e abrangeu as publicações contidas no período de 1990 a 2017, em consonância com a proposição da TFC. Buscamos analisar aqueles trabalhos que possuíam ênfase na flexibilidade cognitiva, a partir de critérios elaborados de acordo com os referidos objetivos. Como um dos resultados dessa revisão bibliográfica, constatamos que a flexibilidade cognitiva ainda é pouco trabalhada no âmbito do ensino de Ciências, o que explicita a relevância e necessidade de ampliação das investigações sobre a temática. Outro resultado importante consistiu na inexistência de artigos de revisão de literatura sobre flexibilidade cognitiva na área, de modo que essa revisão se mostrou pertinente nesse âmbito. Como principal resultado obtido, destacamos a diversidade de metodologias de ensino, instrumentos de avaliação e focos de avaliação nas propostas analisadas. Entendemos que isso pode contribuir para a estruturação de atividades didáticas que visam a um processo de ensino-aprendizagem de Física mais flexível, bem como para uma análise coerente e abrangente dos aspectos envolvidos no desenvolvimento da flexibilidade cognitiva. Flexibilidade essa que é essencial para uma formação mais ampla e articulada, que visa à aplicação do conhecimento em novos contextos.
Referências
ALEIXO, A. A. FlexQuest no Ensino de Ciências: Incorporando a Teoria da Flexibilidade Cognitiva na WebQuest. 2008. 157 f. Dissertação (Mestrado em Ensino das Ciências) –Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
ARANTES, A. R.; MIRANDA, M. S.; STUDART, N. Objetos de aprendizagem no ensino de física: usando simulações do PhET. Física na Escola, São Paulo, v. 11, n. 1, p. 27-31, 2010.
BRASIL. Ministério da Educação. PCN+ Ensino Médio: orientações educacionais complementares aos Parâmetros Curriculares Nacionais. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília, 2002.
BRASIL. Ministério da Educação. Orientações Curriculares para o Ensino Médio. Ciências da Natureza, Matemática e suas Tecnologias. Brasília, 2006.
BRASIL. Ministério da Educação. Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica. Brasília, 2013.
CARVALHO, A. A. A. Os documentos hipermédia estruturados segundo a teoria da flexibilidade cognitiva: importância dos comentários temáticos e das travessias temáticas na transferência do conhecimento para novas situações. 1998. Tese (Doutorado em Educação) –Universidade do Minho, Braga.
CARVALHO, A. A. A. A representação do conhecimento segundo a Teoria da Flexibilidade Cognitiva. Revista Portuguesa de Educação, v. 13, n. 1, p. 169-184, 2000.
CARVALHO, A. A. A.; PINTO, C. S.; BAPTISTA, A. A.; MONTEIRO, P. J. M. Desenvolvimento de flexibilidade cognitiva através da plataforma web FleXml. In: CONFERENCIA IBERO-AMERICANA EN SISTEMAS, CIBERNÉTICA E INFORMÁTICA, 1, 2002, Orlando. Anais eletrônicos... Orlando: CISCI, 2002.
CARVALHO, A. A. A.; PINTO, C. S.; MONTEIRO, P. J. M. FleXml: Plataforma de Ensino a Distância para Promover Flexibilidade Cognitiva. In: SIMPÓSIO INTERNACIONAL DE INFORMÁTICA EDUCATIVA, 4., 2002, Vigo. Anais eletrônicos... Vigo: RIBIE, 2002. Disponível em: <http://www.niee.ufrgs.br/eventos/RIBIE/2002/actas/paper-075.pdf>. Acesso em: 10 ago. 2020.
CARVALHO, A. A. A. A Teoria da Flexibilidade Cognitiva e o Modelo Múltiplas Perspectivas. In: LEÃO, M. B. C. (Org.) Tecnologias na Educação: uma abordagem crítica para uma atuação prática. Recife: UFRPE, 2011. p. 17-42.
DESCHRYVER, M.; SPIRO, R. J. New Forms of Deep Learning on the Web: Meeting the Challenge of Cognitive Load in Conditions of Unfettered Exploration in Online Multimedia Environments. In: ZHENG, R. Z. (Ed.). Cognitive Effects of Multimedia Learning. Hershey: IGI Global, 2009, p. 134-152.
DIAS, P. Hipertexto, hipermédia e media do conhecimento: representação distribuída e aprendizagens flexíveis e colaborativas na Web. Revista Portuguesa de Educação, v. 13, n. 1, p. 141-167, 2000.
ECHEVERRÍA, M. P. P.; POZO, J. I. Aprender a resolver problemas e resolver problemas para aprender. In: POZO, J. I. (Org.). A solução de Problemas. Porto Alegre: Artmed, 1998, p. 13-42.
GIL, A. C. Como Elaborar Projetos de Pesquisa. 4. ed. São Paulo: Atlas, 2002.
GUERRA, C. G. Flexibilidade Cognitiva e Rendimento Escolar: estudo com alunos do Instituto Politécnico de Portalegre. In: SEMINÁRIO de I&DT, 3, 2012, Portalegre. Anais eletrônicos... Portalegre: Instituto Politécnico de Portalegre, 2012. Disponível em: <http://www.c3i.ipportalegre.pt/uploads/COMUNICACOES_III%20Seminario%20IDT.pdf>. Acesso em: 10 ago. 2020.
HEIDRICH, D. N. Construção e avaliação de hipermídia educacional sobre tópicos de carboidratos. 2009. 269 f. Tese (Doutorado em Educação Científica e Tecnológica) –Universidade Federal de Santa Catarina, Santa Catarina.
LEÃO, M. B. C.; SOUZA, F. N.; MOREIRA, A. FlexQuest: literacia da informação e flexibilidade cognitiva. Indagatio Didactica, v. 3, n. 3, p. 108-125, 2011.
LEITE, B. S. Uso das tecnologias para o Ensino das Ciências: a Web 2.0 como ferramenta de aprendizagem. 2011. 286 f. Dissertação (Mestrado em Ensino das Ciências) – Universidade Federal Rural de Pernambuco, Recife.
LEITE, B. S.; LEÃO, M. B. C. Contribuição da Web 2.0 como ferramenta de aprendizagem: um estudo de caso. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, Ponta Grossa, v. 8, n. 4, p. 288-315, 2015.
MARQUES, C. G. C.; CARVALHO, A. A. A.; GUIMARÃES, N. Integração dos princípios da Teoria da Flexibilidade Cognitiva no hiperdocumento “Arquitectura de Computadores”: testes de usabilidade realizados. Revista Portuguesa de Educação, v. 17, n. 1, p. 151-189, 2004.
MOREIRA, A.; PEDRO, L.; NOGUEIRA, F. DidaktosOnLine: um ambiente virtual de aprendizagem baseado na Teoria da Flexibilidade Cognitiva. In: LEÃO, M. B. C. (Org.) Tecnologias na Educação: uma abordagem crítica para uma atuação prática. Recife: UFRPE, 2011. p. 133-147.
OLIVEIRA, J. A. B.; SILVA, C. J.; AQUINO, K. A. S. Aprendizagem Significativa Crítica e Flexibilidade Cognitiva: diálogo metodológico através da construção e validação de uma ferramenta Flexquest para o ensino de Ecologia na educação básica. Revista Cadernos de Estudos e Pesquisa na Educação Básica, v. 3, n. 1, p. 35-51, 2017.
PEDRO, L. F.; MOREIRA, A. Os Hipertextos de Flexibilidade Cognitiva e a planificação de conteúdos didácticos: um estudo com (futuros) professores de Línguas. Revista de Enseñanza y Tecnología, p. 29-35, sept./dic. 2000.
PEDRO, L. F. A construção de materiais didácticos por recurso a um hipertexto de flexibilidade cognitiva: um estudo comparativo. 2005. 643 f. Tese (Doutorado em Didáctica) – Universidade de Aveiro, Aveiro.
PESSOA, T.; NOGUEIRA, F. Flexibilidade Cognitiva nas vivências e práticas educativas. In: NASCIMENTO, A., HETKOWSKI, T. (Org.). Educação e contemporaneidade: pesquisas científicas e tecnológicas. Salvador: EDUFBA, 2009. p. 109-131.
PINHO, S. P. S. R. Padrões de Interacção num Ambiente de Aprendizagem Colaborativa a Distância: Um estudo de caso com conteúdos estruturados segundo a Teoria da Flexibilidade Cognitiva. 2006. 252 f. Dissertação (Mestrado em Multimédia em Educação) –Universidade de Aveiro, Aveiro.
POZO, J. I.; CRESPO, M. A. G. A aprendizagem e o ensino de ciências: do conhecimento cotidiano ao conhecimento científico. Porto Alegre: Artmed, 2009. 296 p.
RAMOS, D. K.; SEGUNDO, F. R. S. Jogos Digitais na Escola: aprimorando a atenção e a flexibilidade cognitiva. Educação & Realidade, v. 43, n. 2, p. 531-550, abr./jun. 2018.
REZENDE, F. Desenvolvimento e avaliação de um sistema hipermídia para facilitar a reestruturação conceitual em Mecânica Básica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 18, n. 2, p. 197-213, 2001.
REZENDE, F.; COLA, C. dos S. D. Hipermídia na educação: flexibilidade cognitiva, interdisciplinaridade e complexidade. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 6, n. 2, p. 1-11, 2004.
REZENDE, F.; GARCIA, M. A. C.; COLA, C. dos S. D. Desenvolvimento e avaliação de um sistema hipermídia que integra conceitos básicos de Mecânica, Biomecânica e Anatomia Humana. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 11, n. 2, p. 239-259, 2006.
SILVA, E. R.; DOTTA, S. Interfaces da flexibilidade cognitiva e da aprendizagem em fóruns de discussão. Revista Iberoamericana de Educación a Distancia, v. 21, n. 1, p. 303-322, 2018.
SILVA, I. G. S. S.; LEÃO, M. B. C.; SOUZA, F. N. Plataforma FlexQuest: Uma estratégia didática para a promoção de flexibilidade cognitiva e interdisciplinaridade com recursos Web 2.0. Revista lbérica de Sistemas e Tecnologias de Informação, n. E4, p. 35-49, 2015.
SOUSA, A. A. A. Aplicação da Teoria da Flexibilidade Cognitiva ao 1º Ciclo do Ensino Básico: Um Estudo Sobre a Qualidade do Ambiente. 2004. 172 f. Dissertação (Mestrado em Educação) – Universidade do Minho, Braga.
SOUZA, R. V.; LEÃO, M. B. C. O processo de construção da FlexQuest por professores de ciências: análise de alguns saberes necessários. Ciência & Educação, Bauru, v. 21, n. 4, p. 1049-1062, 2015.
SPIRO, R. J.; COULSON, R. L.; FELTOVICH, P. J.; ANDERSON, D. K. Cognitive Flexibility Theory: Advanced Knowledge Acquisition in Ill-Structured Domains. In: PATEL, V. L.; GROEN, G. J. (Eds.). Proceedings of the 10th Annual Conference of the Cognitive Science Society. Hillsdale: Lawrence Erlbaum Associates, 1988. p. 375-383.
SPIRO, R. J.; JEHNG, J. C. Cognitive Flexibility and Hypertext: Theory and Technology for the Nonlinear and Multidimensional Traversal of Complex Subject Matter. In: NIX, D.; SPIRO, R. J. (Eds.). Cognition, Education, and Multimedia: Exploring Ideas in High Technology. Hillsdale: Lawrence Erlbaum Associates, 1990. p. 163-205.
SPIRO, R. J.; FELTOVICH, P. J.; JACOBSON, M. J.; COULSON, R. L. Cognitive Flexibility, Constructivism, and Hypertext: Random Acess Instruction for Advanced Knowledge Acquisition in Ill-Structured Domains. In: DUFFY, T. M.; JONASSEN, D. H. (Eds.). Constructivism and the Technology of Instruction: A Conversation. Hillsdale: Lawrence Erlbaum Associates, 1992. p. 57-75.
SPIRO, R. J.; COLLINS, B. P.; RAMCHANDRAN, A. R. Modes of Openness and Flexibility in Cognitive Flexibility Hypertext Learning Environments. In: KHAN, B. (Ed.). Flexible learning in an information society. Hershey: Information Science Publishing, 2007a. p. 18-25.
SPIRO, R. J.; COLLINS, B. P.; RAMCHANDRAN, A. R. Reflections on a Post-Gutenberg Epistemology for Video Use in Ill-Structured Domains: Fostering Complex Learning and Cognitive Flexibility. In: GOLDMAN, R.; PEA, R.; BARRON, B.; DERRY, S. J. (Eds.). Video research in the Learning Sciences. Mahwah: Lawrence Erlbaum Associates, 2007b. p. 93-100.
VASCONCELOS, F. C. G. C.; LEÃO, M. B. C. Utilização de recursos audiovisuais em uma estratégia FlexQuest sobre Radioatividade. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 17, n. 1, p. 37-58, 2012.
Artigos analisados
ABEGG, I.; DE BASTOS, F. da P.; VIDMAR, M. P.; RICHTER, S. S. Ensino de Física: Investigando os Benefícios da Mediação Tecnológica Educacional. Revista Dynamis, Blumenau, v. 18, n. 1, p. 21-34, 2012.
BOLACHA, E.; AMADOR, F. Organização do conhecimento, construção de hiperdocumentos e ensino das Ciências da Terra. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 8, n. 1, p. 31-52, 2003.
CHIN, C.; CHIA, L. Problem-Based Learning: Using Ill-Structured Problems in Biology Project Work. Science Education, v. 90, n. 1, p. 44-67, 2006.
EILAM, B.; REITER, S. Long-Term Self-Regulation of Biology Learning Using Standard Junior High School Science Curriculum. Science Education, v. 98, n. 4, p. 705-737, 2014.
ESTEVES, Y. G.; GUIILLÉN, C. D. Propuesta de arquitectura para un software educativo en el dominio de la eseñanza de la física que concilie el modelo del negocio con las mejores prácticas de las ciencias de la computación. Enseñanza de las Ciencias, n. Extra, p. 2765-2772, 2009.
FERNANDES, L. S.; CAMPOS, A. F. Pesquisas em periódicos nacionais e internacionais sobre o ensino e aprendizagem de ligação química. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 12, n. 2, p. 153-172, 2012.
FOLMER, V.; BARBOSA, N. B. V.; SOARES, F. A.; ROCHA, J. B. T. Experimental activities based on ill-structured problems improve Brazilian school students’ understanding of the nature of scientific knowledge. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, v. 8, n. 1, p. 232-254, 2009.
FRAIHA-MARTINS, F.; GONÇALVES, T. V. O. Informática na educação matemática e científica dos anos iniciais de escolaridade: um estudo sobre as pesquisas da área Ensino de Ciências e Matemática. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 14, n. 3, p. 313-331, 2012.
GIRWIDZ, R.; BOGNER, F. X.; RUBITZKO, T.; SCHAAL, S. Media-assisted Learning in Science Education: An Interdisciplinary Approach to Hibernation and Energy Transfer. Science Education International, v. 17, n. 2, p. 95-107, 2006.
HOYOS, E.; POCOVÍ, M. C. Aprendizaje avanzado: comprensión del concepto de "invariancia" a partir de textos. Revista de Enseñanza de la Física, v. 29, n. Extra, p. 75-86, 2017.
JOSÉ, W. D.; DE BASTOS, F. da P. Trabalho colaborativo no ensino de Física mediado por tecnologias educacionais em rede para resolução de problemas. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, v. 16, n. 1, p. 47-68, 2017.
LEÃO, M. B. C.; NERI, F. FlexQuest: una webquest con aportes de la Teoria de la Flexibilidad Cognitiva (TFC). Enseñanza de las Ciencias, n. Extra, p. 569-573, 2009.
LEITE, B. S.; LEÃO, M. B. C. Contribuição da Web 2.0 como ferramenta de aprendizagem: um estudo de caso. Revista Brasileira de Ensino de Ciência e Tecnologia, Ponta Grossa, v. 8, n. 4, p. 288-315, 2015.
LIU, L.; HMELO-SILVER, C. E. Promoting Complex Systems Learning through the Use of Conceptual Representations in Hypermedia. Journal of Research in Science Teaching, v. 46, n. 9, p. 1023-1040, 2009.
MOZENA. E. R.; OSTERMANN, F. Uma revisão bibliográfica sobre a interdisciplinaridade no Ensino das Ciências da Natureza. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 16, n. 2, p. 185-206, 2014.
REZENDE, F. Desenvolvimento e avaliação de um sistema hipermídia para facilitar a reestruturação conceitual em Mecânica Básica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 18, n. 2, p. 197-213, 2001.
REZENDE, F. As novas tecnologias na prática pedagógica sob a perspectiva construtivista. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 2, n. 1, p. 75-98, 2002.
REZENDE, F.; COLA, C. dos S. D. Hipermídia na educação: flexibilidade cognitiva, interdisciplinaridade e complexidade. Ensaio Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 6, n. 2, p. 1-11, 2004.
REZENDE, F.; GARCIA, M. A. C.; COLA, C. dos S. D. Desenvolvimento e avaliação de um sistema hipermídia que integra conceitos básicos de Mecânica, Biomecânica e Anatomia Humana. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 11, n. 2, p. 239-259, 2006.
REZENDE, F.; SOUSA, J. J. F.; BARROS, S. S. Padrões de navegação em um sistema hipermídia de Mecânica Básica. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, v. 29, n. Especial 1, p. 361-389, 2012.
SAVELSBERGH, E. R.; DE JONG, T.; FERGUSON-HESSLER, M. G. M. Situational Knowledge in Physics: The Case of Electrodynamics. Journal of Research in Science Teaching, v. 39, n. 10, p. 928-951, 2002.
SOUZA, R. V.; LEÃO, M. B. C. O processo de construção da FlexQuest por professores de ciências: análise de alguns saberes necessários. Ciência & Educação, Bauru, v. 21, n. 4, p. 1049-1062, 2015.
VASCONCELOS, F. C. G. C.; LEÃO, M. B. C. Utilização de recursos audiovisuais em uma estratégia FlexQuest sobre Radioatividade. Investigações em Ensino de Ciências, Porto Alegre, v. 17, n. 1, p. 37-58, 2012.
VIDMAR, M. P.; DE BASTOS, F. da P.; ABEGG, I. Flexibilidade cognitiva e hipermídia educacional na formação inicial de físicos-educadores. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, Belo Horizonte, v. 14, n. 3, p. 101-118, 2014.
VIDMAR, M. P.; DE BASTOS, F. da P.; ABEGG, I.; SAUERWEIN, I. P. S. Contribuições da hipermídia educacional para o desenvolvimento de Atividades de Estudo de Física. Revista de Enseñanza de la Física, v. 27, n. Extra, p. 69-77, 2015.
VOSNIADOU, S.; LOANNIDES, C. From conceptual development to science education: a psychological point of view. International Journal of Science Education, v. 20, n. 10, p. 1213-1230, 1998.
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