Problem-Based Learning no ensino de física e de ciências: uma revisão sistemática da literatura
DOI:
https://doi.org/10.5007/2175-7941.2025.e98499Palavras-chave:
Aprendizagem Baseada em Problemas, Ensino de Física, Educação em Ciências, Revisão Sistemática de LiteraturaResumo
Neste trabalho, é apresentada uma Revisão Sistemática da Literatura no que concerne à metodologia ativa de ensino Problem-Based Learning empregada dentro das subáreas Ensino de Física e Educação em Ciências. Após a seleção de 36 periódicos nacionais e internacionais, a busca inicial resultou em 463 artigos, posteriormente, filtrados e reduzidos a 26. Estes consistem em artigos de acesso aberto que compreendem o relato de implementação de atividades didáticas envolvendo a Problem-Based Learning. Mostrou-se que a metodologia é empregada em diferentes níveis de ensino, com predominância no Ensino Superior (n=8) e no Ensino Médio (n=8), sendo que as demais compreendem o Ensino Fundamental (n=6), Pré-escola (n=2) e Formação de Professores (n=2). Além disso, cabe destacar que a maior parte dos artigos analisados (n=16) não utiliza teorias da aprendizagem para subsidiar essas implementações. As pesquisas possibilitam identificar que a Problem-Based Learning contribui para (i) a manifestação de habilidades cognitivas de alta ordem, (ii) o maior envolvimento dos estudantes, (iii) o aumento das notas médias e maior homogeneização e, (iv) a melhora na aprendizagem. Com isso, espera-se que a revisão desenvolvida ofereça diretrizes para futuras pesquisas, servindo como referência para professores e pesquisadores interessados nas potencialidades proporcionadas pela metodologia Problem-Based Learning.
Referências
AIZICZON, B.; CUDMANI, L. Evaluación de una propuesta didáctica en el aula de biofísica de enfermería universitaria. Caderno Brasileiro de Ensino de Física, v. 29, n. 1, p. 7-32, abr. 2012.
BARROWS, H. S. A taxonomy of problem-based learning methods. Medical Education, v. 20, p. 481-486, 1986. Disponível em: https://doi.org/10.1111/j.1365-2923.1986.tb01386.x. Acesso em: 26 jan. 2024.
BARROWS, H. S. Problem-Based Learning in Medicine and Beyond: A Brief Overview. New directions for teaching and learning, v. 1996, n. 68, p. 3-12, 1996.
BARROWS, H. S.; TAMBLYN, R. M. Problem-Based Learning: An Approach to Medical Education. ed.1. New York: Springer Publishing Company, 1980.
ÇOBAN, A.; EROL, M. Influence of Problem-Based Learning on Conceptual Understanding and Critical Thinking regarding Quantum Physics. Latin American Journal of Physics Education, v. 14, n. 4, 4303, dec. 2020.
CABALLERO-RIVERO, A.; SÁNCHEZ-TARRAGÓ, N.; SANTOS, R. N. M. dos. Práticas de Ciência Aberta da comunidade acadêmica brasileira: estudo a partir da produção científica. Transinformação [Internet]. v. 31, e190029, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1590/2318-0889201931e190029. Acesso em: 26 jan. 2024.
CAMPILLO, Y. P.; GUERRERO, J. A. C. El ABP y el diagrama heurístico como herramientas para desarrollar la argumentación escolar en las asignaturas de ciencias. Ciência & Educação, Bauru, v. 19, n. 3 p. 499-516, 2013.
COELHO, M. N. Uma comparação entre team-based learning e peer-instruction em turmas de física do ensino médio. Revista Eletrônica Científica Ensino Interdisciplinar, v. 4, n. 10, 2018. Disponível em: https://periodicos.apps.uern.br/index.php/RECEI/article/view/1067. Acesso em: 1 jan. 2024.
COELHO, A. E. F.; MALHEIRO, J. M. S. Habilidades cognitivas em processos formativos de professores da educação básica na aprendizagem baseada em problemas. Investigações em Ensino de Ciências, v. 24, n. 2, p. 163-180, ago. 2019a. Disponível em: https://doi.org/10.22600/1518-8795.ienci2019v24n2p163. Acesso em: 26 jan. 2024.
COELHO, A. E. F.; MALHEIRO, J. M. S. Manifestação de habilidades cognitivas em um curso de férias: a construção do conhecimento científico de acordo com a Aprendizagem baseada em Problemas. Ciência & Educação, Bauru, v. 25, n. 2, p. 505-523, 2019b.
DAVIS, M. H.; HARDEN, R. M. AMEE Medical Education Guide No. 15: Problem-based learning: a practical guide. Medical Teacher, v. 21, n. 2, p. 130-140, 1999. Disponível em: https://doi.org/10.1080/01421599979743. Acesso em: 26 jan. 2024.
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.
ERICKSON, F. Qualitative Methods in Research on Teaching. In Handbook of Research on Teaching.New York: MacMillan, 1986.
FELIPE, A. T.; ORTEGA, A. L.; MORA, C. Secuencias didácticas ABP para principios de la Dinámica y leyes de Newton en bachillerato. Latin American Journal of Physics Education, v. 7, n. 1, p. 47-57, mar. 2013.
FELIPE, A. T.; ORTEGA, A. L.; MORA, C. Use of PBL in teaching the principles of dynamics in high school. Latin American Journal of Physics Education, v. 6, Suppl. I, p. 280-284, ago. 2012.
FERREIRA, C.; ALENCOÃO, A.; VASCONCELOS, C. O recurso à modelação no ensino das ciências: um estudo com modelos geológicos. Ciência & Educação, Bauru, v. 21, n. 1, p. 31-48, 2015.
FREIRE, P. Pedagogia do Oprimido. 17. ed. Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1987.
GONÇALVES, H. A.; NASCIMENTO, M. B. C.; NASCIMENTO, K. C. S. Revisão sistemática e metanálise: Níveis de evidência e aplicabilidade em pesquisa científica. Investigação Qualitativa em Educação, v. 2, p. 386-389, 2015.
HARDEN, R. M.; DAVIS, M. H. The continuum of problem-based learning. Medical Teacher, v. 20, p. 317-3222, 1998.
HMELO, C. E.; FERRARI, M. The Problem-Based Learning Tutorial: Cultivating Higher Order Thinking Skills. Journal for the Education of the Gifted. v. 20, v. 4, p. 401-422, 1997.
HUNG W.; JONASSEN, D. H.; LIU, R. Problem-Based Learning. In: SPECTOR et al. Handbook of Research on Educational Communications and Technology. Abingdon: Routledge, 2008. p. 485-506.
JATMIKO, B.; PRAHANI, B. K.; SUPARDI, M. Z. A. I.; WICAKSONO, I.; ERLINA, N.; PANDIANGAN, P.; ALTHAF, R.; ZAINUDDIN. The comparison of or- ipa teaching model and problem based learning model effectiveness to improve critical thinking skills of pre-service physics teachers. Journal of Baltic Science Education, v. 17, n. 2, p. 300-319, 2018.
MAGALHÃES, P. P.; ZULIANI, S. R. Q. A. Contribuições das Sequências de Ensino Investigativas (SEI) aos Alunos de Medicina em Imersão na PBL. Amazônia - Revista de Educação em Ciências e Matemáticas, v. 16, n. 36, p. 23-39, 2020.
MARTÍNEZ, M. S.; AVALOS, M. G.; MORA, C. Problemas en contexto para la enseñanza de conversiones de unidades en estudiantes universitarios. Latin American Journal of Physics Education, v. 13, n. 3, 3303, set. 2019.
MENEZES, L. C. Novo (?) método (?) para ensinar (?) Física (?). Cambridge Journal of Education, v. 7, 180-187 (1977). Disponível em: http://www.sbfisica.org.br/rbef/pdf/vol02a19.pdf. Acesso em: 02 ago. 2023.
MORALES-GARCÍA, F. A. Aplicación de un método educativo interactivo para mejorar el dominio conceptual de la Estática entre estudiantes de Ingeniería en el IPN de México. Latin American Journal of Physics Education, v. 10, n. 1, 1410, mar. 2016.
MORGADO, S.; LEITE, L.; DOURADO, L. FERNANDES, C.; SILVA, E. Ensino orientado para a aprendizagem baseada na resolução de problemas e ensino tradicional: um estudo centrado em “transformação de matéria e de energia”. Revista Ensaio, Belo Horizonte, v. 18, n. 2, p. 73-97, mai-ago 2016. Disponível em: http://dx.doi.org/10.1590/1983-21172016180204. Acesso em: 1 jul. 2023.
MUNDILARTO; ISMOYO, H. Effect of problem-based learning on improvement physics achievement and critical thinking of senior high school student. Journal of Baltic Science Education, v. 16, n. 5, p. 761-780, 2017.
MUSALAMANI, W.; YASIN, R. M.; OSMAN, K. Comparison of school based-cooperative problem based learning (SB-CPBL) and conventional teaching on students’ attitudes towards science. Journal of Baltic Science Education, v. 20, n. 2, p. 261-276, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.33225/jbse/21.20.261. Acesso em: 1 jul. 2023.
PEROZINI, R.; PASSOS, M. L. S.; BRAVO, R. G.; NOBRE, I. A. M. Uso de Aprendizagem Baseada em Problemas no ensino de Física no ensino de jovens e adultos. Sala de aula em foco, v. 8, n. 2, p. 98-112, 2019. Disponível em: https://doi.org/10.36524/saladeaula.v8i2.607. Acesso em: 26 jan. 2024.
PORLÁN, R.; MARTÍN, J. El diário del professor: Un recurso para la investigación en el aula. Sevilla: Díada Editora, 1997.
RIBEIRO, B. S.; PIGOSSO, L. T.; PASTORIO, D. P. Implementação de metodologias ativas de ensino em uma turma de física básica: um estudo de caso. Revista de Enseñanza de la Física, v. 31, n. 2, p. 31-45, 2019.
RIBEIRO, L. R. C. Aprendizagem baseada em problemas (PBL): uma experiência no ensino superior. São Carlos: EdUFSCar, 2008.
SALVADOR, D. F.; ROLANDO, L. G. R.; OLIVEIRA, D. B.; VASCONCELLOS, R. F. R. R. Aplicando os princípios da Aprendizagem Baseada em Problemas como modelo instrucional no contexto de uma feira de ciências. Revista Electrónica de Enseñanza de las Ciencias, v. 13, n. 3, p. 292-317, 2014. Disponível em: http://reec.uvigo.es/volumenes/volumen13/REEC_13_3_3_ex839.pdf. Acesso em: 1 jul. 2023.
SAMPAIO, R. F.; MANCINI, M. C. Estudos de revisão sistemática: um guia para síntese criteriosa da evidência científica. Revista Brasileira de Fisioterapia, v. 11 n. 1, p. 83-89, jan. 2007.
SERVANT, V. F. C. Revolutions and Re-iterations: An Intellectual History of Problem-based Learning. 2016. Tese (Doutorado) - Erasmus Universiteit Rotterdam, Netherlands.
SIEW, N. M.; CHIN, M. K. Design, development and evaluation of a problem-based with cooperative module on scientific creativity of preschoolers. Journal of Baltic Science Education, v. 17, n. 2, p. 215-228, 2018.
SIEW, N. M; CHIN. M. K.; SOMBULING, A. The effects of problem based learning with cooperative learning on preschoolers’ scientific creativity. Journal of Baltic Science Education, v. 16, n. 1, p. 100-112, 2017.
SIEW, N. M.; CHONG, C. L.; LEE, B. N. Fostering fifth graders’ scientific creativity through problem-based learning. Journal of Baltic Science Education, v. 14, n. 5, p. 655-669, 2015.
SIEW. N. M.; MAPEALA, R. The effects of problem-based learning with thinking maps on fifth graders’ science critical thinking. Journal of Baltic Science Education, v. 15, n. 5, p. 602-616, 2016.
SIEW. N. M.; MAPEALA, R. The effects of thinking maps-aided problem-based learning on motivation towards science learning among fifth graders. Journal of Baltic Science Education, v. 16, n. 3, p. 379-394, 2017.
SILVA, D. C. M.; PASTORIO, D. P.; LOPES, E. S. O uso de metodologias ativas para o ensino das Leis de Newton: experiências da residência pedagógica. Tear: Revista de Educação, Ciência e Tecnologia, Canoas, v. 11, n. 1, 2022. DOI: 10.35819/tear.v11.n1.a5767. Disponível em: https://periodicos.ifrs.edu.br/index.php/tear/article/view/5767. Acesso em: 26 jan. 2024.
SILVA, F. C.; CARVALHO, A. C. S. A.; LIGABO, M.; RODRIGUES JR., D.; RODRIGUES, R. C. L. B. Proposta para Implementar Avaliação Formativa no Ensino Médio. Ciência & Educação, Bauru, v. 26, e20026, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1590/1516-731320200026. Acesso em: 1 jul. 2023.
SILVA, P. P. S.; KALHIL, J. B. Uma discussão sobre a utilização da Problem Based Learning (PBL) no ensino da Física para o nível médio. Latin American Journal of Science Education, v. 2, n. 2, 2015. Disponível em: https://www.lajse.org/nov15/22072_Santos_2015.pdf. Acesso em: 1 jul. 2023.
SU, K-D. Implementation of innovative artificial intelligence cognitions with problem-based learning guided tasks to enhance students’ performance in science. Journal of Baltic Science Education, v. 21, n. 2, p. 245-257, 2022. Disponível em: https://doi.org/10.33225/jbse/22.21.245. Acesso em: 1 jul. 2023.
SUART, R. C.; MARCONDES, M. E. R. A manifestação de habilidades cognitivas em atividades experimentais investigativas no ensino médio de química. Ciências & Cognição, v. 14, n. 1, p. 50-74, 2009.
TARHAN, L.; ACAR-SESEN, B. Problem based learning in acids and bases: learning achievements and students’ beliefs. Journal of Baltic Science Education, v. 12, n. 5, p. 565-578, 2013.
VASCONCELOS, C.; AMADOR, M. F.; SOARES, R. B.; PINTO, T. F. Questionar, investigar e resolver problemas: reconstruindo cenários geológicos. Investigações em Ensino de Ciências, v. 17, n. 3, p. 709-720, 2012.
VASCONCELOS, V. I. R.; AMADO, M. V. Aprendizagem baseada na resolução de problemas no ensino fundamental: validação de um cenário socioambiental. Revista Eletrônica Sala de Aula em Foco, v. 11, n. 1, p. 52-65, 2022. Disponível em: https://ojs.ifes.edu.br/index.php/saladeaula/article/view/1426. Acesso em: 28 jul. 2023.
YIN, R. K. Qualitative research from start to finish. 2. ed. New York: Guilford Press, 2015.
ZABALA, A. A prática educativa – como ensinar. Porto Alegre: Artmed, 1998.
ZUZA, K.; ALMUDÍ, J-M.; LENIZ, A.; GUISASOLA, J. Addressing students’ difficulties with Faraday’s law: A guided problem solving approach. Physical Review Special Topics - Physics Education Research, v. 10, 010122, June 2014. Disponível em: https://doi.org/10.1103/PhysRevSTPER.10.010122. Acesso em: 1 jul. 2023.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
DECLARAÇÃO DE RESPONSABILIDADE Certifico que participei da concepção do trabalho, em parte ou na íntegra, que não omiti quaisquer ligações ou acordos de financiamento entre os autores e companhias que possam ter interesse na publicação desse artigo. Certifico que o texto é original e que o trabalho, em parte ou na íntegra, ou qualquer outro trabalho com conteúdo substancialmente similar, de minha autoria, não foi enviado a outra revista e não o será enquanto sua publicação estiver sendo considerada pelo Caderno Brasileiro de Ensino de Física, quer seja no formato impresso ou no eletrônico.
Caderno Brasileiro de Ensino de Física, Florianópolis, SC, Brasil - - - eISSN 2175-7941 - - - está licenciada sob Licença Creative Commons > > > > >
