Modelos tridimensionais em biologia e aprendizagem significativa na Educação de Jovens e Adultos (EJA) no Ensino Médio

Abstract

As imagens bidimensionais (2D) do livro didático têm se mostrado insuficientes para promover a aprendizagem significativa. Tendo isso em vista, propomos uma abordagem baseada no uso conjunto de modelos tridimensionais reais (3DR) e virtuais (3DV), por permitirem, respectivamente: a percepção direta multi-sensorial de símbolos, e a visualização de processos dinâmicos. Nosso objetivo foi investigar quais características desses modelos, e de seu uso concomitante, permitem ou não, a alunos de ensino médio na modalidade EJA do Centro de Ensino Médio 3(CEM3) - Ceilândia, construírem representações mentais mais consistentes com os modelos científicos. Com esse intuito, desenvolvemos um modelo 3DV do sistema digestório e uma interface interativa que o conectasse ao 3DR. Em seguida, fizemos um estudo comparativo das representações mentais de oito alunos, antes e após as atividades em sala. Utilizamos como técnica e instrumentos de pesquisa a observação participante, representações pictóricas e entrevistas individuais, registradas em áudio e vídeo. A análise das representações prévias indicou grande ocorrência de imagens mentais e representações proposicionais para os órgãos do sistema digestório, que incluíam: trajetórias distintas para alimentos sólidos e líquidos, ordem invertida para estômago e intestinos, fígado e vesícula biliar como partes do trato digestório, dentre outras inconsistências. Após as atividades, observamos mudanças significativas tanto no que diz respeito aos tipos de representação utilizados, com maior ocorrência de modelos mentais, como quanto à correlação com o modelo científico do trato digestório e seus órgãos anexos, que foi superior para a maioria dos aspectos. As características que mais influenciaram as representações mentais dos alunos foram: indicação de volume e sobreposição de elementos, fragmentação de um mesmo órgão, e indicação discreta de conexões entre órgãos, predominantes no Modelo 3DR; enquadramento da cena e mudanças de ângulo de câmera, uso de transparência, velocidade da animação e volume de partículas, e movimento não relacionado ao fenômeno representado, específicas do Modelo 3DV; seqüência e controle de animações, atribuição e controle de ações a partir do Modelo 3DR, e correlação entre elementos dos modelos, específicas do uso concomitante; aumento da motivação, possibilidade de utilização em grupo, e níveis de complexidade e interpretação, comuns a todos. Nossos resultados apontam para as potencialidades dos modelos 3DR e 3DV como auxílio no processo de aprendizagem significativa, desde que seu planejamento e elaboração seja criterioso e reflita sua forma de utilização, isolada ou concomitante. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Two-dimensional images (2D) of text books have shown to be insufficient to promote meaningful learning. We propose an approach based on the combined use of real and virtual three-dimensional models (3DR and 3DV), which promote, respectively: direct multi-sensory perception of symbols, and visualization of dynamic processes. Our goal was to study which characteristics of these models, and their simultaneous use, favored or not, the construction of mental models consistent with the scientific model, by high school students in youths' and adults' education. With that purpose, we have developed a 3DV model of the digestive system and an interactive interface to connect it to the 3DR model. Following that, we have conducted a comparative study of the mental representations of eight students, before and after classroom activities. Participant observation, pictorial representations and interviews, recorded in audio and video, were used to record data. The analysis of previous mental representations indicated the occurrence of mental images and propositional representations for digestive system's organs, which included: distinct paths for solid and liquid food, inverted order of stomach and intestines, liver and gallbladder as part of the digestive tract, among other inconsistencies. After the activities, we have noticed significant changes in types of representations, with greater occurrence of mental models, as well as in their correlation to scientific models, which was higher for the majority of aspects. The characteristics which have influenced the most their mental representations were: volume indication and overlapping elements, fragmentation of a single organ, and discrete indication of connections among organs, predominant in the 3DR Model; framing the scene and changing camera viewpoints, use of transparency, speed of animation and particles volume, and non-related movement to the represented phenomenon, specific of the 3DV Model; sequence and controle of animation, attribution and control of actions from the 3DR Model, and correlation among models elements, specific of the simultaneous use; increase of motivation, possibility of group usage, and levels of complexity and interpretation, common to all. Our results indicate that 3DR and 3DV models are potentially useful in the process of meaningful learning, as long as their planning and elaboration be judicious and reflect its form of utilization, separate or simultaneous.