( PDF ) Imagens tridimensionais virtuais no ensino de ciências: o modelo analógico do olho humano

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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DE MINAS GERAIS

Mestrado em Educação Tecnológica

Welerson Rezende Morais

IMAGENS TRIDIMENSIONAIS VIRTUAIS NO ENSINO DE CIÊNCIAS:

O MODELO ANALÓGICO DO OLHO HUMANO

Belo Horizonte (MG)

2009

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Welerson Rezende Morais

IMAGENS TRIDIMENSIONAIS VIRTUAIS NO ENSINO DE CIÊNCIAS:

O MODELO ANALÓGICO DO OLHO HUMANO

Dissertação apresentada ao Curso de Mestrado

em Educação Tecnológica do Centro Federal de

Educação Tecnológica de Minas Gerais –

CEFET-MG, requisito parcial para obtenção do

título de Mestre em Educação Tecnológica.

Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem

Belo Horizonte (MG)

2009

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Morais, Welerson Rezende.

Imagens tridimensionais virtuais no ensino de ciências: o modelo

analógico do olho humano: 2009?/ Welerson Rezende Morais. –

1974.

154 f.

Orientador: Ronaldo Luiz Nagem

Dissertação (mestrado) – Centro Federal de Educação Tecnológica

de Minas Gerais.

Inclui bibliografia.

1. Analogias e modelos. 2. Ensino de ciências. 3. Imagens visuais

tridimensionais. I. Ronaldo Luiz Nagem. II. Centro Federal de

Educação Tecnológica de Minas Gerais. III. Título.

AGRADECIMENTOS

A Deus, força maior do universo.

À minha mãe querida Adelina e ao meu grande pai Zezinho (in

memorian).

À minha amada esposa Alexandra, meus maiores agradecimentos.

Aos meus irmãos, irmãs, sobrinhos, sobrinhas, cunhados e cunhadas,

pelo carinho.

Ao meu orientador Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem, por acreditar em

sonhos.

Ao Maurício Gino, eterno professor e amigo.

Aos amigos do GEMATEC, Silvia, Nilza, Alexandre, Délcio, Ana Senac,

Isabel, Lilian, Lídia, Vanessa, Denílson, Emanuelle e Altemisa (in memorian). Um

agradecimento especial a Fatinha e à Juliana pela ajuda e disponibilidade.

À Flávia, Ricardo e Clarisse, companheiros de trabalho em várias etapas

do mestrado.

À turma do Mestrado em Educação Tecnológica de 2007 com quem

aprendi muita coisa.

À Andréia Eleto, parceira na pesquisa de campo.

À Marinela, por toda força que me deu.

Aos professores do Mestrado em Educação Tecnológica do CEFET-MG,

em especial os professores Jerônimo, Paulo Cezar, José Wilson e Adelson.

Aos funcionários do CEFET-MG campus II e VI, em especial aos

funcionários Fábio, Vânia e Sônia, sempre prestativos e gentis.

À diretoria e aos funcionários, professores e alunos da Escola Estadual

Lourdes Bernadete, que me proporcionaram o maior dos aprendizados.

À minha pequena família

que vem se formando

desde 2004.

RESUMO

Este trabalho teve como objetivo verificar se a utilização de modelos tridimensionais

virtuais no ensino de ciências, em particular o aparelho óptico humano, forneceria

um aprendizado mais significativo que as imagens bidimensionais ou os textos

somente. Em estudos desenvolvidos sobre imagens, imagens e educação, modelos

e analogias, nós verificamos um campo frutífero para a discussão sobre modelos

baseados em imagens visuais, que fazem parte do cotidiano escolar. Com as novas

tecnologias poder-se-ia construir modelos interativos tridimensionais com textos e

sons. Numa pesquisa feita em livros didáticos de ciências analisamos as

representações gráficas bidimensionais do olho humano. Após essa pesquisa,

buscamos os modelos do olho humano em 3D na internet. Os modelos encontrados

sofreram duas alterações ao longo dessa pesquisa: uma primeira após um teste

piloto realizado com os membros do grupo GEMATEC e com alunos do curso de

Engenharia da Computação, em que foram utilizados materiais impressos contendo

imagens do olho humano em 2D, texto e o aplicativo multimídia com a imagem do

olho 3D interativa e textos. A segunda mudança se deu após outro teste piloto

realizado com alunos da sétima série do ensino fundamental. Os instrumentos de

coleta de dados foram: questionário com questões fechadas e abertas e observação

direta. Teve-se então uma terceira versão do modelo que apresentou imagens em

3D interativas, animações, áudio, textos e propostas de exercícios utilizando a

Metodologia de Ensino com Analogias (MECA). Essa última versão do modelo foi

analisada finalmente por um grupo focal que o manipulou e apontou vantagens e

desvantagens. Os resultados apontados pelos dados quantitativos ajudaram a

compreender os processos de modelagem e aprendizagem. Os resultados da

análise qualitativa apontaram o nosso modelo como potencialmente eficaz, se

produzido e trabalhado em conjunto com professores e alunos. O desenvolvimento

do modelo do olho humano virtual e interativo 3D durante a pesquisa e o

acompanhamento dos alunos no processo de modelagem, permitiu que

entendêssemos mais sobre a tecnologia e a linguagem que podem ser utilizadas na

produção de modelos didáticos. Isso indica que podemos construir mais modelos em

3D abordando outros temas da Ciência.

Palavras-chave: imagens, modelos, analogias, ensino de ciências.

ABSTRACT

This work had as objective to verify whether the utilization of the three-dimensional

virtual models in the teaching of sciences, in particular the human optic system would

supply more significant apprenticeship than two-dimensional images or only the text.

In developed studies about images, images and education, models and analogies,

we saw a fructiferous field for discussion about models based in visual images that is

part of the daily school. With the new technologies we can build interactive models in

3D with text and sounds. In a research made in the didactic books of sciences we

analyzed the graphic representations in 2D of the human eye. After this research, we

search the models of the human eye in 3D in the internet. The models found had two

alterations along this research: the first after a pilot test accomplished with the

member of de Studies Group of Metaphor, Analogies and Models in Technology and

Science – GEMATEC – and with students of the computation engineering, in which

made use of printed matters containing images of human eye in 2D and text and the

applicable multimedia with the image of the eye 3D interactive and texts. The second

change was after another pilot test realized with students of the seventh grade of the

primary school. The instruments of the data collect were: questionnaire with closed

and opened questions and direct observations. We had so a third version of the

model that presented images in 3D interactive, animations, audio, texts and

propositions of the exercises utilizing the MECA – Methodology of Teaching with

Analogies. That last version of the model was finally analyzed by a focal group that

manipulated and pointed advantages and disadvantages. The results pointed by

quantitative data helped to understanding the process of modeling and

apprenticeship. The results of qualitative analyzes pointed our models as potentially

efficacious if produced and worked in conjunct with teacher and students. The

development of the model of the 3D virtual and interactive human eye during the

research and attendance of the students at the modeling process permit that we

understood more about the technology and language that can be utilized at the

production of the didactic models. This indicates that we can build more models

approaching others themes of science.

Key-works: images, models, analogies, science teaching.

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1

–

Imagem bidimensional: y = comprimento e x = largu

a.........................

FIGURA 2

–

Objetos modelados em programa de modelagem 3D, utilizando as

coordenadas cartesianas..........................................................................

FIGURA 3

–

Modelagem de um rosto em 3D no Maya a partir de uma fotografia....

FIGURA 4

–

Compa

ação entre a representação tipo-imagem e representação

tipo-linguagem...........................................................................................

FIGURA 5

–

Comparação entre o modelo bidimensional e o modelo

tridimensional do olho humano................................................................

FIGURA 6

–

Representações pictóricas do olho humano..........................................

FIGURA 7

–

Representações pictóricas do olho humano..........................................

FIGURA 8

–

Representações pictóricas do olho humano..........................................

FIGURA 9

–

Aplicativo multimídia contendo o modelo do olho humano virtual

interativo 3D na versão 1 (V1)...................................................................

FIGURA 10

–

Representação do olho humano, segundo participante do GT, no

teste piloto V1.............................................................................................

FIGURA 11

–

Representação do olho humano, segundo participante do GT2D, no

teste piloto V1.............................................................................................

FIGURA 12

–

Representação do olho humano, segundo participante do GT3D, no

teste piloto V1.............................................................................................

FIGURA 13

–

Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 2 (V2) do

aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo

3D em 2008. (Original 2009)......................................................................

FIGURA 14

–

Representação do olho humano, segundo aluno do GT, no teste

piloto V2......................................................................................................

FIGURA 15

–

Representação do olho humano, segundo aluno do GT2D, no teste

piloto V2......................................................................................................

FIGURA 16

–

Representação do olho humano, segundo aluno do GT3D, no teste

piloto V2......................................................................................................

FIGURA 17

–

Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 3 (V3) do

aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo

3D em 2009. (Original 2009)......................................................................

107

LISTA DE TABELAS

TABELA 1

–

Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do

questionário diagnóstico antes e após a aplicação do teste piloto V1

realizado com 24 participantes de formação diversificada em agosto

de 2008............................................................................................................ 71

TABELA 2

–

Porcentagem de participantes que justificaram as respostas na

avaliação diagnóstica e porcentagem após o teste piloto V1, com os

três grupos (GT, GT2D e GT3D).................................................................... 73

TABELA 3

–

Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do

questionário diagnóstico antes e após a aplicação do teste piloto V2

realizado com 28 alunos da turma 701 (GT3D)........................................... 84

TABELA 4

–

Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do

questionário diagnóstico antes e após a aplicação do teste piloto V2

realizado com 25 alunos da turma 702 (GT2D)...........................................

TABELA 5

–

Porcentagem de erros e acertos relacionados às questões do

questionário diagnóstico antes (com 31 alunos) e após (com 28

alunos) a aplicação do teste piloto V2 realizado com a turma 703 (GT)..

LISTA DE QUADROS

QUADRO 1

–

Quantidade de vezes que as compa

ações feitas pelos alunos na

questão 8 do questionário V2 apareceram..................................................

QUADRO 2

–

Comentários dos alunos da oitava série do ensino fundamental da

Escola Estadual Lourdes Bernadete, mediante as questões

apresentadas no grupo focal e considerações – 2009...............................

108

QUADRO 3

–

Semelhanças e diferenças apontadas pelos alunos no aplicativo

multimídia.......................................................................................................

114

QUADRO 4

–

antagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos................... 115

QUADRO 5

–

Desvantagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos............. 115

QUADRO 6

–

As mudanças que deveriam ser feitas no olho virtual interativo 3D,

segundo os alunos........................................................................................

116

LISTA DE SIGLAS

2D Duas dimensões, bidimensional

Três dimensões, tridimensional

A&M

Analogias e Metáforas

CEFET-MG

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Computação Gráfica

GEMATEC

Grupo de Estudos em Metáforas e Analogias na Tecnologia e na

Ciência

Grupo de texto

GT2D

Grupo de texto e imagem 2D

GT3D

Grupo de texto e imagem 3D

PNLD

Plano Nacional do Livro Didático

RAVS

Recursos Áudio-visuais

Primeira versão

Segunda versão

Terceira versão

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO........................................................................................ 12

IMAGENS, ANALOGIAS, MODELOS, EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA 16

2.1 Imagens visuais: meios de representação da realidade sensível... 16

2.2 As imagens da tecnologia computacional......................................... 22

2.3 Imagens e educação............................................................................. 27

2.4 As analogias: das imagens aos modelos didáticos.......................... 33

2.5 Modelos e aprendizagem.....................................................................

3 METODOLOGIA..................................................................................... 49

3.1 Etapas do trabalho................................................................................ 49

3.1.1 Pesquisa bibliográfica.......................................................................... 49

3.1.

Pesquisa exploratória.......................................................................... 50

3.1.

Constru

ão do aplicativo -

ersão 1(V1)............................................ 51

3.1.

Pesquisa de campo

–

Teste piloto V1............................................... 52

3.1.4.1 Questionário ........................................................................................... 52

3.1.4.2 Observação direta.................................................................................. 53

3.1.5 Reconstrução do aplicativo

–

Versão 2 (V2)...................................... 55

3.1.

Pesquisa de

ampo

–

Teste piloto V2 ................................................ 56

3.1.6.1 Questionário............................................................................................ 56

3.1.6.1 Observação participante......................................................................... 56

3.1.7 Reconstrução do aplicativo

–

Versão 3 (V3)...................................... 60

3.1.

Grupo focal........................................................................................... 61

3.1.9 Manipulação do aplicativo V3 pelos alunos...................................... 63

ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS.................................... 64

4.1 Pesquisa exploratória em livros didáticos de sétima série.............. 64

4.2 Construção do aplicativo -

ersão 1(V1)............................................ 68

4.3. Pesquisa de campo

–

Teste piloto V1 ................................................ 70

4.3.1 Questionário V1.................................................................................... 70

4.3.

Observação direta................................................................................. 78

4.4 Reconstrução do aplicativo

–

ersão 2 (V2)...................................... 81

4.5 Pesquisa de campo

–

Teste piloto V2 ................................................ 83

4.5.1 Questionário V2.................................................................................... 83

4.5.

Observação participante...................................................................... 94

4.6 Reconstrução do aplicativo

–

ersão 3 (V3)...................................... 105

4.7 Grupo focal........................................................................................... 107

4.8 Manipulação do aplicativo V3 pelos alunos...................................... 113

CONSIDERAÇÕES FINAIS E PERSPECTIVAS................................... 118

REFERÊNCIAS ..................................................................................... 127

ANEXO...................................................................................................

Anexo A – OFÍCIO DO COMITÊ DE ÉTICA DA FUNDAÇÃO

EZEQUIEL DIAS – FUNED- MG.........................................

133

APÊNDICES..........................................................................................

Apêndice A – TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E

ESCLARECIDO...............................................................

Apêndice B – QUESTIONÁRIO DO TESTE PILOTO V1......................

Apêndice C – TEXTO SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO

PARA O TESTE PILOTO V1..........................................

Apêndice D – TEXTO E IMAGENS 2D SOBRE O APARELHO

ÓPTICO HUMANO PARA O TESTE PILOTO V1..........

Apêndice E – QUESTIONÁRIO DO TESTE PILOTO V2......................

Apêndice F – TEXTO SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO

PARA O TESTE PILOTO V2..........................................

Apêndice G – TEXTO E IMAGENS 2D SOBRE O APARELHO

ÓPTICO HUMANO PARA O TESTE PILOTO V2..........

Apêndice H – ROTEIRO PARA LOCUÇÃO DO APLICATIVO V3.......

Apêndice I – LISTA DE LIVROS DIDÁTICOS DE CIÊNCIAS

INDICADOS PELO PNLD 2008......................................

Apêndice J – ANOTAÇÕES DA OBSERVAÇÃO DIRETA NO

GRUPO FOCAL..............................................................

134

136

138

140

143

145

147

150

152

153

ÍNDICE REMISSIVO............................................................................... 153

1 INTRODUÇÃO

Inicio a introdução em primeira pessoa, porque considero esse o

momento ideal para a apresentação das idéias que nortearam minha proposta de

pesquisa e os caminhos escolhidos para o seu desenvolvimento.

Minha graduação é em Comunicação Social com habilitação em Produção

Editorial. Trabalho desde o ano de 2000 com edição de vídeo e animação. Já

trabalhei junto a alunos dos cursos de Comunicação, na época em que fui monitor

do laboratório de vídeo do Centro Universitário de Belo Horizonte (UNI-BH) onde me

graduei, e pude observar o comportamento deles frente às imagens estáticas e em

movimento e as tecnologias que as envolvem. Trabalhei por dois anos numa

produtora de vídeo que produzia e editava vídeos técnicos e educativos que

utilizavam muita animação tridimensional – 3D e isso me levou a fazer um primeiro

projeto envolvendo animação tridimensional e educação para o concurso do

Mestrado Educação Tecnológica no Centro Federal de Educação Tecnológica de

Minas Gerais (CEFET-MG) do final de 2005.

Em 2006, o professor Maurício Gino me apresentou o Grupo de Estudos

em Metáforas, Modelos e Analogias na Educação e na Ciência (GEMATEC). Na

ocasião, conheci o professor Ronaldo Nagem, com quem tive os primeiros contatos

com analogias, metáforas, educação e o ensino de ciências. Isso me levou a

apresentar ao grupo GEMATEC no final de 2006, uma análise sobre as analogias e

metáforas (A&M) envolvidas em um filme de animação que discutia duas escolas

importantes na década de 60 que estudavam a comunicação de massa: a Escola de

Frankfurt e a Escola Americana. Essa apresentação gerou um projeto de pesquisa

com o qual ingressei no Mestrado em Educação Tecnológica no CEFET-MG em

2007.

Uma das primeiras incumbências que o meu orientador me trouxe foi a de

continuar um trabalho que já vinha sendo feito no nosso grupo de estudos que

envolviam a organização de uma videoteca analógica. Mas isso era só o começo,

pois logo depois veio o grande desafio: não só pesquisar as imagens analógicas,

mas também produzi-las. E produzi-las com finalidade educacional, utilizando-as

como modelos didáticos e analógicos de um tema qualquer da Ciência, empregando

as tecnologias especializadas no trato com as imagens. Pensando nessas

tecnologias, surgiu a idéia de se trabalhar com as imagens tridimensionais – 3D

virtuais, ou seja, possíveis de serem construídas e representadas por meio do

computador.

O professor Ronaldo Nagem, em viagem para Portugal, onde fazia o seu

pós-doutorado, enviou-me um artigo sobre uma pesquisa divulgada pelo Journal of

Science Education and Tecnology, de setembro de 2002 sobre um Sistema Solar

Virtual, (Virtual Solar Sistem – VSS). Nesse artigo, alunos de pós-graduação em

astronomia utilizaram um sistema solar virtual tridimensional e interativo, manipulado

por intermédio do computador, que proporcionou a eles um entendimento

significativo sobre conceitos abstratos envolvendo o sistema solar. Além disso, o fato

de uma imagem em 3D interativa possibilitar a visão de um ou mais objetos de

várias perspectivas chamou muito a atenção desses alunos e, conseqüentemente a

nossa também.

Precisávamos de um tema de ciências para desenvolver a nossa imagem

interativa, o nosso modelo tridimensional virtual de uma realidade qualquer. Pela

minha formação em Comunicação e pelo meu trabalho com as imagens, a primeira

coisa que me veio à mente foi o olho humano. Parti por uma busca de modelos

tridimensionais do olho humano na internet e achei o que precisava num site que

oferecia modelos tridimensionais do corpo humano em várias partes.

Já tínhamos os modelos em 3D, mas precisávamos inserir informações

sobre o olho humano em forma de texto e transformá-lo num aplicativo multimídia,

ou seja, que fosse acessado pelo usuário, por meio do computador e tivesse

imagem, texto e som. Iniciou-se uma busca por imagens do olho humano em livros

didáticos com o objetivo de analisar essas representações em material impresso,

assim como os textos sobre o olho humano. Verificando as imagens impressas e

bidimensionais – 2D surgiu a idéia de compará-las com as imagens em 3D que

estávamos construindo. Construímos então um primeiro modelo em 3D do olho

humano, virtual e interativo, análogo ao olho humano real e que continha

informações em forma de texto.

Esse trabalho envolveu a criação de um modelo tridimensional como

provável modelo didático e a comparação desse modelo com os modelos já

existentes nos livros didáticos para verificar qual deles poderia fornecer um melhor

aprendizado sobre o olho humano.

Esse modelo didático passou por duas reconstruções, chegando a um

modelo final que se constituiu num aplicativo multimídia contendo imagens do olho

humano análogas ao olho real, virtual, interativo e em 3D, texto, locução e exercícios

com propostas pedagógicas por meio de analogias entre o olho humano e outros

objetos.

Esse modelo não foi simplesmente construído, ele foi modelado, seguindo

a proposta de teóricos da educação e da cognição. As pesquisas comparativas entre

o nosso modelo tridimensional e os modelos dos livros didáticos feitas com

professores de ciências, alunos de engenharia da computação e alunos do ensino

fundamental nos deu base para reconstruir o modelo a partir das informações

fornecidas por eles.

Este trabalho apresenta-se dividido em cinco capítulos, sendo este o

primeiro. Os demais são apresentados a seguir.

O segundo capítulo trata da pesquisa bibliográfica, em que discutimos

alguns conceitos e características das imagens visuais, sua produção, visualização e

sua relação com a tecnologia computacional. Além disso, discutimos também as

imagens e sua utilização na educação como ferramenta de aprendizagem. As

analogias no ensino de ciências e as imagens analógicas são também estão

presentes nesse trabalho, juntamente com os modelos mentais, as representações

mentais e analógicas dos indivíduos. Dos modelos mentais passaremos para os

modelos analógicos e modelos didáticos e finalizaremos discutindo a relação entre o

nosso modelo e a nossa pesquisa com o ensino de ciências.

O terceiro capítulo apresenta a metodologia de pesquisa utilizada neste

trabalho. Bem como a pesquisa empírica, os sujeitos envolvidos, os instrumentos de

coleta de dados e as transformações sofridas pelo modelo do olho humano virtual

interativo 3D.

O quarto capítulo trata dos resultados e análises dos dados colhidos por

meio da pesquisa empírica, realizada em nove etapas, envolvendo as pesquisas de

campo e as três mudanças sofridas pelo modelo do olho humano.

O quinto capítulo faz referência às reflexões sobre o trabalho como um

todo e aponta algumas perspectivas acerca da utilização de modelos e analogias no

ensino de Ciências.

Para o desenvolvimento da pesquisa empírica nos orientamos nas

seguintes questões:

1. Como as imagens bi (2D) e tridimensionais (3D) aparecem em material

instrucional para o ensino de ciências?

2. Como as imagens tridimensionais virtuais e interativas aparecem em

ambientes virtuais?

3. Quais são as semelhanças e diferenças entre imagens bidimensionais

e tridimensionais em livros didáticos de ensino de ciências?

4. Quais são os avanços instrucionais e atitudinais na construção do

conhecimento dos alunos pelo uso de recursos visuais bi e tridimensionais?

5. Que possibilidades e perspectivas podem advir do uso de imagens

tridimensionais estáticas e dinâmicas em materiais instrucionais para o Ensino de

Ciências?

6. Em que aspectos o uso de analogias no aplicativo multimídia pode

contribuir para o interesse dos alunos?

7. Quais as possibilidades do uso da imagem interativa com analogia para

a criatividade, interesse e disposição dos alunos para aprendizagem de ciências?

2 IMAGENS, ANALOGIAS, MODELOS, EDUCAÇÃO E TECNOLOGIA

2.1 Imagens visuais: meios de representação da realidade sensível

O Ser Humano, desde a época em que habitava as cavernas, sempre

representou o mundo onde vive por meio das imagens. Essas imagens perpassaram

os séculos por meio de expressões como o desenho, a pintura e outras formas

pictóricas de representação. No fim do século XIX surge a fotografia, que passa a

ser a principal e mais fiel forma de representação do mundo. Na passagem do

século XIX para o século XX surge o cinema, advindo da fotografia, levando ao

mundo as suas imagens em movimento. Na metade do século XX a televisão se

desenvolve e com ela o vídeo, tornando mais fácil e rápida a produção e a

reprodução dos sons e das imagens em movimento. Na medida em que o cinema e

o vídeo iam se desenvolvendo, paralelamente se desenvolvia também a animação,

que transformava as imagens pictóricas em imagens em movimento. Com o avanço

da computação a partir dos anos 1960, começam a aparecer novas formas de

expressão e representação do mundo por meio da computação gráfica (CG) que

utiliza imagens em movimento ou não, construídas por intermédio do computador.

Para o presente trabalho serão consideradas as imagens visuais,

que

segundo Arruda (2003, p. 6) “são os exemplos mais significativos da representação

analógica”. Essa questão que envolve a representação analógica será retomada

mais adiante assim como as representações tipo-imagem e representações tipo-

linguagem. Para o momento, pretende-se apenas especificar a nomenclatura

utilizada para as imagens.

Tomamos aqui a conceituação da imagem visual segundo a Teoria da

Gestalt, que contribuiu muito para os estudos da percepção visual. Segundo Gomes

Filho (2004), o termo Gestalt, no seu sentido mais amplo significa uma integração

das partes em oposição à soma do todo (GOMES FILHO, 2004, p. 2) e no Brasil foi

traduzido como estrutura, figura, forma. Segundo a Gestalt, o que acontece no

cérebro não é idêntico ao que acontece na retina. A excitação cerebral não se dá em

As outras imagens são as auditivas, táteis e olfativas segundo a perspectiva cognitiva de Arruda

(2003).

pontos isolados, mas por extensão. Não existe, na percepção da forma, um

processo posterior de associação de várias sensações. “A Primeira sensação já é a

de forma, já é global e unificada”. (GOMES FILHO, 2004, p. 2)

Para os gestaltistas, vemos as imagens através da percepção visual da

forma. Não enxergamos os objetos que estão em nosso campo visual como partes

isoladas, mas sim como uma relação entre eles, “uma parte depende da outra”

(GOMES FILHO, 2004, p. 19). A nossa percepção é resultado de uma sensação

global na qual as partes são inseparáveis do todo e são outra coisa que não elas

mesmas, fora desse todo. Para a Gestalt há uma força integradora dentro de todo

processo consciente e de toda forma psicologicamente percebida, atribuída ao

sistema nervoso central, que tende a organizar as formas em um todo coerente e

unificado e o nosso cérebro faz isso e forma espontânea e independente da nossa

vontade e de qualquer aprendizado. Complementando esse raciocínio, Aumont

(2000) destaca o que ele chama de “borda visual” que designa a diferença entre

superfícies de luminâncias

diferentes e que depende do ponto de vista do

espectador. O nosso sistema visual possui instrumentos capazes de perceber a

borda visual e sua orientação, “uma fenda, uma linha, um ângulo, um segmento;

esses perceptos são como as unidades elementares da nossa percepção dos

objetos no espaço”. (AUMONT, 2000, p. 27) Mas nosso aparelho visual ainda

percebe as diferenças de luminância na relação entre uma superfície iluminada com

o ambiente luminoso no qual ela se encontra, ou seja, a relação denominada pelos

gestaltistas como sendo relação forma-figura-fundo.

Outra questão colocada por Aumont (2000) é a de que vemos as imagens

por meio de um processo chamado de “busca visual” que consiste no encadeamento

de diversas fixações sobre uma mesma imagem visual com o objetivo de explorar

todos os seus detalhes. Esse processo está intimamente ligado à atenção e à

informação: no qual a fixação seguinte dependerá, ao mesmo tempo, do objeto da

busca, da natureza da fixação atual e da variação do campo visual. Em uma imagem

olhada sem uma intenção particular, cada fixação dura alguns décimos de segundo,

e se limitam às partes da imagem mais providas de informação, “o que se pode

definir com bastante rigor como as partes que, memorizadas, permitem reconhecer a

imagem no momento de uma segunda apresentação.” (AUMONT, 2000, p. 60)

Um dos princípios do Design ou da Gestalt, que trata da proximidade,

Iluminações diferentes, propriedades de reflexão diferentes, existentes nos objetos vistos pelo olho.

utiliza a união espacial de elementos gráficos semelhantes, em peças gráficas

impressas, eletrônicas ou digitais como forma de atrair a atenção do espectador. E

da mesma forma um trabalho de design também tem por objetivo ser de fácil leitura

e fácil de ser lembrado posteriormente. Se por um lado, as fixações se dão de

maneira natural para a região com mais informação, as imagens produzidas pelo

homem com determinadas finalidades podem direcionar as fixações.

Não podemos, neste trabalho, falar de imagens sem falar de percepção

visual. No fenômeno da percepção visual e na preocupação Gomes Filho (2004) em

entender porque vemos as coisas como vemos, foi estabelecida uma divisão entre

as forças internas e externas. As forças externas são “constituídas pela estimulação

da retina proveniente do objeto exterior” e que dependem das condições de luz. As

forças internas “são as forças de organização que estruturam as formas numa

determinada ordem a partir das condições das forças externas”. (GOMES FILHO,

2004, p. 20)

Antes de a imagem chegar ao aparelho óptico humano e, por

conseguinte, ao cérebro, ela é formada na parte exterior ao olho, pela reflexão da luz

nos objetos vistos. Para Aumont (2000) a visão resulta de três operações distintas e

sucessivas: operações ópticas, químicas e nervosas. Os raios luminosos

provenientes de uma fonte qualquer, como o sol, vêm atingir um objeto visto que

dele reflete uma parte em várias direções, sendo que certa quantidade penetra o

olho e forma uma imagem invertida do objeto sobre a parede do fundo do olho.

Além de Aumont, vários estudiosos como Da Vinci, Goethe,

Schopenhauer e Kandinsky estudaram a refração da luz nos objetos e a captação

dessa luz pelo aparelho óptico humano. Mas foi Schopenhauer que destacou, pela

primeira vez que, além da percepção há a cognição (GUIMARÃES, 2000). Aumont

(2000) ainda destaca que além do processo de percepção da imagem pelo olho há

um expectador dotado de características psicológicas que vê a imagem visual e a

interpreta de acordo com suas experiências, sua cultura e sua “competência pra

ver”.

Esta imagem visual pode ser tanto um elemento da natureza quanto um objeto

ou representação, construída com um propósito estético, religioso, ideológico, de

Segundo Pierre Bourdieu, a competência para ver surge por meio da experiência das pessoas com

o cinema, que contribui para desenvolver o gosto por determinados tipos de filme, isto é, “uma certa

disposição, valorizada socialmente, para analisar, compreender e apreciar qualquer história

cinematográfica”. Bourdieu também entende que essa competência é influenciada por toda

atmosfera cultural em que as pessoas estão inseridas, além do cinema, e lhes permite desenvolver

determinadas maneiras de lidar com os produtos culturais. (BOURDIEU, 1996)

informação ou de propaganda.

A visão, a percepção visual é uma atividade complexa, que não se

pode separar, na verdade das grandes funções psíquicas, a

intelecção, a cognição, a memória, o desejo. Assim a investigação

iniciada ‘do exterior’ ao seguir a luz que penetra no olho, leva

logicamente a considerar o sujeito que olha a imagem, aquele para

quem ela é feita o qual chamaremos de, o seu espectador.

(AUMONT, 2000, p. 14)

Para Aumont (2000) na relação entre a imagem e o real

existem alguns

valores tais como: valor de representação, que se refere a imagens que representam

coisas concretas, do mundo concreto e que necessita de um nível de abstração

menor que a própria imagem; valor de símbolo, que representa coisas abstratas

(como as representações espaciais da geometria, por exemplo) e que necessitam de

um nível de abstração maior que a própria imagem e, por fim, valor de signo, “cujo

significante visual tem uma relação totalmente arbitrária com seu significado”

(AUMONT, 2000, p. 79), como as placas de trânsito, por exemplo.

Aumont (2000) atribui às imagens a função de estabelecer uma relação

do ser humano com o mundo. Para ele há três pontos principais nessa relação:

• Modo simbólico, inicialmente era relacionado aos símbolos religiosos,

mas com o passar do tempo passaram a veicular novos valores como a política, a

democracia, a liberdade e o progresso;

• Modo epistêmico, em que as imagens trazem as informações visuais do

mundo, função de conhecimento;

• Modo estético, a imagem tem a função de agradar o espectador e de

oferecer-lhe sensações específicas.

Para completar, Aumont (2000) afirma que:

Em todos os seus modos de relação com o real e suas funções, a

imagem procede, no conjunto, da esfera do simbólico (domínio das

produções socializadas, utilizadas em virtude das convenções que

regem as relações interindividuais). (AUMONT, 2000, p. 81)

O real é abordado neste trabalho dentro da perspectiva de Aumont (2000) e Kirner & Siscouto

(2007) como sendo relativo à realidade sensível, que significa a percepção do mundo através dos

sentidos humanos

Podemos então perceber que há, mesmo existindo as funções e modos

colocados pelo autor, uma relação simbólica entre a imagem e o real, construída

pelo homem em seu ambiente social e cultural. Para o presente trabalho, será

considerado o valor de representação e a função epistêmica da imagem.

E. H. Gombrich, ao refletir sobre as funções da imagem, faz uma

importante observação sobre a relação que o ser humano faz entre a imagem e o

real em termos mais psicológicos. Para ele, a imagem tem a função de garantir,

reforçar, reafirmar e explicitar a relação entre o ser humano e o mundo,

desempenhando o papel de descoberta do visual. Tomando essa relação em termos

psicológicos, Gombrich (1996) opõe duas formas principais de investimento

psicológico na imagem que seriam o reconhecimento e a rememoração. O primeiro,

com uma função representativa, puxando para a apreensão do visível, para as

funções sensoriais e o segundo, puxando mais para a memória, o intelecto e as

funções de raciocínio. Reconhecer está ligado à capacidade de identificar na

imagem, mesmo que em parte, alguma coisa que se vê ou que pode se ver no real.

Muitas características do mundo visual podem ser encontradas nas imagens como

bordas visuais, perspectivas, cores, gradientes de tamanho e textura. Rememorar

está num plano mais profundo e mais essencial e trata também da codificação. Vê-

se uma imagem e percebe-se nela uma simbologia, uma lembrança, um

conhecimento. Complementando E. H. Gombrich, Aumont (2000) afirma que esse

aspecto cognitivo, portanto experimental está também presente no interior da

imagem representativa.

As imagens pictóricas tais como a pintura, o desenho, a gravura a

fotografia se apresentam num primeiro momento como bidimensionais (2D), ou seja,

possuem duas dimensões: largura e comprimento. Aumont (2000) apresenta o que

ele chama de realidade 2D das imagens:

[...] há para um olho fixo e único, três fontes potenciais de informação

sobre a condição plana da imagem; o quadro e o suporte dessa

imagem; a superfície (com textura) da própria imagem; os defeitos da

representação analógica – em particular, o fato de que, as cores

costumam ser menos saturadas e os contrastes menos marcados na

imagem do que na realidade. (AUMONT, 2000, p. 63)

Abaixo, na FIG. 1, um exemplo de imagem 2D construída em um

programa de computação gráfica 2D que apresenta comprimento e largura.

FIGURA 1 – Imagem bidimensional: y = comprimento e x = largura

Fonte: arquivo pessoal: Imagem construída digitalmente.

A condição de estarem em um suporte plano seria uma condição

fundamental para a imagem 2D, mas isso não impede que se possa representar, em

termos de perspectiva, uma imagem 3D, ou seja, que teria além da largura e

comprimento, uma profundidade. A percepção da imagem 3D estaria relacionada à

experiência de mundo possível por meio da visão enquanto que a imagem 2D em

seu suporte pode ser tocada e deslocada. Mas, existe segundo Aumont, (2000) uma

dupla realidade perceptiva da imagem na qual uma imagem plana em seu suporte

pode, por meio da representação da perspectiva, transmitir a sensação de uma

imagem 3D. A fotografia, o cinema e o vídeo propiciam essa experiência, por se

tratar de linguagens que captam a realidade tal qual ela se apresenta. É certo que

essas imagens podem ser alteradas posteriormente, seja através de meios químicos

ou de softwares específicos para o trato com as imagens, mas as que são mantidas

na sua forma original possibilitam uma representação mais próxima do real.

Apesar de as imagens tridimensionais se referirem, primeiramente, a uma

realidade sensível, elas passaram a ser representadas, em um suporte físico (tela de

pintura) a partir do Renascimento, quando se descobriu a perspectiva. O próprio

Leonardo Da Vinci (1452-1519) criou uma lista de prescrições sobre como desenhar

em perspectiva e simular a tridimensionalidade no que foi chamado de Tratado da

Pintura;

chama-se às vezes essa lista de “regras de Leonardo”. (AUMONT, 2000,

p. 63)

2.2 As imagens da tecnologia computacional

Na seção anterior foram colocadas algumas questões sobre o conceito e

as funções da imagem, sobretudo no que tange as imagens representativas. Nessa

seção, a discussão estende-se para as imagens produzidas pelos computadores e a

possibilidade de representação da realidade por meio de um ambiente em 3D.

O estudo das imagens na atualidade perpassa pelos vários suportes,

técnicas e linguagens que se desenvolveram ao longo da história da arte e da

própria história da humanidade. Não obstante observar que os meios de expressão

artísticos se desenvolveram juntamente com as técnicas e as tecnologias e que, hoje

em dia percebe-se mais claramente, a união entre técnica e arte (BARBOSA

JUNIOR, 2002). A tecnologia desenvolveu-se e permitiu que novas formas de

expressão fossem criadas. Da mesma forma, as expressões artísticas empurraram a

tecnologia na busca de novos mecanismos que pudessem fazer com que essas

expressões fossem realizadas.

Na evolução das técnicas e tecnologias para o trato com a imagem surge

na década de 1960, acompanhando o desenvolvimento da informática, a

computação gráfica (CG) que passa a integrar-se ao repertório dos recursos

técnicos e tecnológicos de expressão da arte. É importante salientar que a

computação gráfica não se apresenta apenas como um artefato e sim “como a soma

de um conjunto de técnicas e tecnologias”. (BARBOSA JUNIOR, 2002, p. 206)

Nesse momento, tem-se o computador servindo de material e meio para a

produção artística, mas nesse caso, a máquina (computador) é a que realiza o

trabalho físico cabendo ao artista o trabalho intelectual e a atividade imaginativa.

Machado (1996) refere-se às máquinas de produção da arte (no caso desse

Eis o resumo: deve-se pintar os objetos mais próximos com cores mais saturadas, contornos mais

nítidos e textura mais espessa; os objetos mais distantes estarão mais no alto da tela, menores,

mais claros e com textura mais fina; as linhas paralelas na realidade devem ser convergentes na

imagem etc. Essas regras permitem que a escala espacial da superfície pintada reproduza na retina

descontinuidade de luminância e de cor comparáveis às produzidas por uma cena não pintada.

(AUMONT, 2000, p. 63-64)

trabalho, o computador) como máquinas de produção simbólica e que, para a sua

manipulação, foi necessário o desenvolvimento de uma nova aptidão por parte dos

artistas. Nessa perspectiva, surge então a aproximação do artista e do

técnico/engenheiro.

Talvez seja mais acertado acreditar que a verdadeira arte do nosso

tempo é duplamente motivada pela técnica e pelo imaginário,

nascendo, portanto um diálogo produtivo que o artista engenheiro

trava com a máquina. (MACHADO, 1996, p. 16)

Na abordagem de Machado (1996) a arte criada pelas máquinas não está

apenas ligada às imagens, mas também à música. Para este trabalho nos

interessam as imagens visuais, em especial as imagens 3D.

Segundo Barbosa Junior (2002), nos anos 1950 os computadores

valvulados já trabalhavam com primitivas gráficas. Nos anos 1960 a IBM aproveita a

tecnologia dos transistores e lança os primeiros sistemas de desenho

computadorizado, os mainframes. Logo em seguida, Ivan Sutherland ajuda a criar e

a aperfeiçoar o processador gráfico, um componente que lida exclusivamente com

dados visuais. Sutherland também desenvolve um sistema que apresenta operações

que empregam estrutura de dados, estabelecendo assim as bases teóricas do

software para computação gráfica. Na seqüência, a facilidade de uso e a

preocupação com a entrada de dados permitiram o desenvolvimento dos sistemas

periféricos de interação do usuário com o computador, como o mouse, o teclado e a

mesa gráfica.

Barbosa Junior (2002) insiste na figura de Ivan Sutherland por ter sido ele

o maior pesquisador da CG. Por meio de seus estudos e pesquisas ele conseguiu

desenvolver meios de representar objetos de qualquer tipo e manipulá-los. Partindo

de sua observação da natureza, ele verificou que dispunha de modelos possíveis de

representação e com isso ele criou, no interior na CG, o conceito de objeto

modelável.

Para Barbosa Junior não se trata “apenas de uma imagem de um

objeto, mas temos seu modelo de maneira que, podemos alterar suas partes sem

com isso afetar seus outros componentes”. (BARBOSA JUNIIOR, 2002, p. 216)

Desde a década de 60, uma das preocupações dos pesquisadores da CG

Em CG utiliza-se a palavra modelagem para a construção de objetos tridimensionais a partir de

junção de polígonos. Um objeto é constituído de vários polígonos que darão a ele uma determinada

forma. Modela-se o objeto dentro do programa de computação gráfica 3D assim como se modela

uma escultura.

era a produção e manipulação de imagens 3D. Um dos objetivos era a produção e

representação de modelos semelhantes aos reais. Para Barbosa Junior (2002) na

CG o espaço gráfico é concebido em duas ou três dimensões assim como no mundo

real. A representação em 2D ou 3D possui processos gráficos característicos.

Enquanto o desenho à mão livre e a manipulação de pixel

é característico do

ambiente 2D. No ambiente 3D é a modelização de objetos em perspectiva com

acesso a superfícies de objetos que o caracteriza.

Para a criação de imagens 3D em ambientes computacionais é utilizado o

sistema de coordenadas espaciais conhecidas como coordenadas cartezianas, na

qual podemos descrever as figuras em relação ao plano e à profundidade.

No plano bidimensional os pontos são descritos pelas suas posições

em relação a dois eixos: x (horizontal) e y (vertical). No espaço

tridimensional, um terceiro eixo, z (profundidade) é acrescentado aos

eixos x e y. (BARBOSA JUNIOR, 2002, p. 226)

Abaixo, na FIG. 2, um exemplo de imagem tridimensional modelada em

um software 3D utilizando as coordenadas cartesianas.

FIGURA 2 – Objetos modelados em programa de modelagem 3D, utilizando as

coordenadas cartesianas

Fonte: Arquivo pessoal.

Picture element (elemento da imagem), é a menor unidade de uma imagem digital. São vários

quadradinhos ordenados em linhas e colunas para formar uma imagem. Uma foto digital de 800 x

600 pixels, por exemplo, tem em sua composição 800 pixels de largura por 600 de altura, ou seja, é

formada por 480 mil pixels, todos do mesmo tamanho. A cor de cada pixel é fruto da combinação de

três cores básicas: vermelha, verde e azul. (Disponível em:

http://mundoestranho.abril.com.br/tecnologia/pergunta – 425031.shtml. Acesso em: 6 maio 2009)

Esses três eixos perpendiculares se cruzam em um ponto que é definido

com o ponto de origem a partir do qual os eixos são divididos em unidades de

mensuração. Cada eixo pode receber valores numéricos. Na verdade, é assim que a

forma e o posicionamento do objeto são definidos dentro do ambiente 3D. Dessa

forma, tem-se a possibilidade de recriar em um ambiente virtual um objeto

tridimensional semelhante a um objeto real.

A única diferença em relação aos objetos convencionais da

experiência cotidiana é que, os objetos informáticos são imateriais e

só existem numa dimensão virtual, a das expressões matemáticas.

(MACHADO, 1996, p. 60)

Para a modelagem dessas imagens 3D no computador é necessário

utilizar softwares de modelagem e animação 3D. Existem no mercado vários

softwares para este fim, os mais conhecidos são o Maya, 3DS Max, Ligthwave,

Cinema 4D e Auto CAD. Sendo este último, mais voltado para a área de arquitetura

e decoração. Com eles é possível modelar um objeto 3D, partindo-se de uma

imagem 2D desenhada ou pintada, a partir de estruturas geométricas básicas

(círculo, quadrado, cilindro), conhecidas como sólidos, construídas no próprio

software. Trabalha-se então em um ambiente com comprimento, largura e

profundidade, onde é possível ver e manipular o objeto em várias perspectivas.

Segundo Machado (1996) a CG tem sido utilizada em duas situações:

para simular o mundo “natural” (e o “artificial”, criado pelo homem), construindo de

uma forma gráfica o que ele chama de realidade simulada, reproduzindo em

ambiente experimental e estilizando comportamentos do mundo físico, ou então para

simular a própria imagem, ao criar imagens que pareçam “reais, segundo um modelo

de “realismo”científico” da fotografia, padrão de referência privilegiado das imagens

reais.” (MACHADO, 1996, p. 59)

Machado (1996) chama de simulação o que Aumont (2000) considera

como sendo representação. Mas o primeiro autor abre a questão para a

possibilidade de uma “representação”, ou “simulação”, da imagem a partir de outra

imagem, como a fotografia, por exemplo. É comum em CG modelar um objeto 3D a

partir de uma fotografia. Também é comum modelar objetos a partir de desenhos

esquemáticos.

A partir de uma fotografia ou desenho é possível modelar um objeto

qualquer em programas de computação gráfica como no exemplo a seguir (FIG. 3),

partindo da modelagem por polígonos.

FIGURA 3 – Modelagem de um rosto em 3D a partir de uma

fotografia

Fonte: BRITO, Alan. Tutorial cinema 4D: usando operações

booleanas para modelagem 3d. Disponível em:

http://www.allanbrito.com/wp-content

. Acesso em: 3 maio 2008.

As imagens produzidas e encontradas no computador são consideradas,

para este trabalho, como sendo imagens virtuais, por estarem em um ambiente

virtual, assim como os estudos sobre realidade virtual do Symposium on Virtual and

Augmented Reality em um livro editado por Kirner & Siscouto (2007). Uma síntese

do conceito de ambiente virtual é que este se caracteriza como sendo um ambiente

gerado por computador e que depende da interação entre o homem e a máquina

para acessá-lo. Esse ambiente pode ou não ser análogo ao ambiente real em que

vivemos, que é percebido pelos nossos sentidos, ou seja, a nossa realidade

sensível. No contexto da interface homem-máquina está a interação, que é a

maneira com que o usuário se comunica com a aplicação (software, jogos,

multimídia) podendo esta ocorrer através de dispositivos (mouse, mesa gráfica,

luvas e capacetes sensoriais) ou de forma simbólica (contato visual com

Polígonos são figuras fechadas formadas por segmentos de reta, sendo caracterizados pelos

seguintes elementos: ângulos, vértices, diagonais e lados. De acordo com o número de lados a

figura é nomeada. Lados/Nomes = 3: Triângulo 4: Quadrilátero 5: Pentágono 6: Hexágono

7: Heptágono 8: Octógono 9: Eneágono 10: Decágono 12: Dodecágono. (Disponível em:

http://www.brasilescola.com/matematica/poligonos.htm. Acesso em: 15 de maio de 2008)

documentos, imagens, sons e textos). O ambiente virtual pode ser bidimensional ou

tridimensional e pode também ser imersivo (caso dos aplicativos de realidade virtual

e aumentada em que se utilizam luvas e capacetes sensoriais e tem-se a sensação

de estar no ambiente) ou não imersivos (caso dos ambientes virtuais apresentados

nas telas do computador e que são percebidos pela visão binocular

). Interessa-nos

então, os ambientes não imersivos, já que uma das propostas desta pesquisa é a

utilização de imagens 3D virtuais, que se apresentam na tela do computador

passíveis de interação.

Tem-se, portanto, uma imagem 3D interativa disponível em um ambiente

virtual, que pode ser manipulada e que pode possuir também textos e sons. Esta

imagem se encontra no cruzamento entre os domínios da arte, da técnica e da

comunicação.

2.3 Imagens e educação

Na passagem do século XX para o XXI, verificou-se um alcance muito

grande das tecnologias da informação e da comunicação em todas as esferas da

sociedade. Boa parte dessa tecnologia foi possível graças à tecnologia da

computação. Jonhson (1997) já discutia a velocidade com que a tecnologia vinha se

desenvolvendo ao apontar que o livro foi o principal meio de comunicação de massa

por vários séculos, os jornais tiveram 200 anos para inovar, o cinema reinou por 30

anos até o aparecimento do rádio, logo depois a TV e, nos últimos tempos, o

computador pessoal. Hoje em dia, é possível ter acesso à quase todo o tipo de

informação através dos meios tecnológicos e de comunicação. Essa tecnologia

possibilitou a criação, reprodução e transmissão das imagens visuais, dentre outras

coisas, e atualmente faz parte da realidade das pessoas e, conseqüentemente, da

escola.

Citelli (2002) afirma que:

Em maior ou menor grau as nossas formas de ver e de sentir sofrem

a influência das seqüências fragmentadas, da rapidez, da

linearidade, da presença marcante da imagem. Tais procedimentos,

para nos restringirmos aos mais evidentes, têm alcançado o universo

da escola e das conseqüentes ações desenvolvidas pela educação

É visão que temos por utilizarmos dois olhos: um olho (monocular), dois olhos (binocular).

formal. (CITELLI, 2002, p. 17)

As imagens pictóricas, impressas e em 2D vêm sendo utilizadas nos livros

didáticos há anos. Elas ilustram e facilitam a visualização de conceitos científicos, o

que Martins (2006) chama de texto do livro didático:

[...] o texto do livro didático é organizado a partir de uma diversidade

de linguagens, a saber, verbal (texto escrito), matemática (equações,

gráficos, notações), imagética (desenhos, fotografias, mapas,

diagramas). Cada um destes diferentes modos semióticos pode ser

considerado como mais ou menos apto para lidar com demandas

comunicativas concretas (mostrar, descrever, explicar). (MARTINS,

2006, p. 3)

Martins (2006) analisa as imagens e o texto nos livros didáticos dentro de

uma abordagem discursiva em que há uma interação entre sujeito e objeto

(leitor/texto) e entre sujeitos (autores e leitores). Para ela, determinadas

formulações, verbais ou imagéticas, sempre aparecem nos textos didáticos enquanto

outras se sucedem à medida que passam os anos.

Entre aquelas que permanecem estão as representações canônicas

da Ciência (linhas de um campo magnético, a dupla hélice do DNA, a

tabela periódica), imagens didaticamente autorizadas (diagrama da

célula, o átomo de Bohr), algumas analogias (o sistema imunológico

como um exército, o circuito elétrico como um sistema hidráulico) e

modelos de organização de conteúdos (definições, exercícios).

(MARTINS, 2006, p. 4)

Para a autora, estas formulações não são arbitrárias, ao contrário,

correspondem a práticas discursivas que se sustentam no espaço escolar e que

tomam parte numa rede de significações atribuídas ao ensinar e aprender ciências,

seus objetivos, finalidades, metodologias. Ainda considera que há, no processo de

aprendizagem na escola, tanto no que se refere ao texto escrito quanto no que se

refere à imagem o “ato de ler” (MARTINS; GOUVÊIA, 2003). O ato de ler – prática

social de leitura – associado historicamente ao aparelho literário está historicamente

ligado às mídias impressas, no que tange à produção e ao consumo e também ao

processo literário por meio das formas de leitura, relação autor/leitor e aprendizado

da leitura. Esse aprendizado da leitura evolui com a demanda social e com o

entendimento desse aprendizado. (MARTINS; GOUVÊIA, 2003)

Martins & Gouveia (2003) entendem que os objetivos da leitura variam ao

longo da história de acordo com o desenvolvimento das instituições e das técnicas

de reprodução da escrita e da imagem. Sendo assim, verifica-se a leitura de

diferentes textos que se apresentam como discursos verbais escritos ou orais e

discursos imagéticos. A leitura apresenta-se por meio da relação entre o sujeito e o

texto, numa concepção mais ampla, como atribuição de sentidos e essa relação se

consubstancia em diferentes modelos históricos de leitura. Para as autoras, as

práticas de leitura se inscrevem em momentos históricos nos quais diferentes atores,

ou seja, o leitor (primeiro a se constituir), produtor e autor se definem, redefinem e

interagem construindo práticas de leitura.

Segundo Martins & Gouveia (2003) uma questão importante sobre os

estudos das imagens é a relação entre os códigos verbal e visual.

Para alguns autores, para se falar de imagens utiliza o código verbal

e este não se desenvolve sem imagens. Assim, estudam-se imagens

como representações visuais – signos e como representações

mentais, ambas indissociáveis. Dentro dessa perspectiva surgem

diversos estudos do próprio conceito de representação, à função

cognitiva da imagem, ao contexto lingüístico, à semiótica da imagem

e suas manifestações em diferentes mídias e à leitura de imagens.

(MARTINS; GOUVÊIA, 2003, p. 3)

Para o presente trabalho tem-se a imagem visual como meio de

representação da realidade sensível, possível de ser representada por meio de

imagens bidimensionais e/ou tridimensionais, lida por leitores historicamente

definidos

e que funcionam como material instrucional de apoio ao professor. A

definição de material instrucional será discutida mais adiante e os leitores serão

apresentados no capítulo 3 que trata da pesquisa de campo. O material didático

produzido e aplicado nessa pesquisa contém tanto texto escrito, quanto texto

imagético e oral.

Para Martins e Gouveia (2003) o texto imagético e/ou oral supera o texto

escrito como meio de comunicação. A leitura das imagens, com o objetivo de obter

informação e conhecimento, tem sido amplamente utilizada e produzida por

diferentes meios de comunicação. Isso tem se dado não só porque se lê pouco o

Para o presente trabalho o leitor historicamente definido são alunos da sétima série do ensino

fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete em Betim, Minas Gerais, nos anos de 2008 e

2009.

texto escrito, mas porque se desenvolveu técnicas diferenciadas de apresentar

textos imagéticos, que se difundem no tempo e no espaço com muita facilidade.

Ao pensar nas novas tecnologias e ferramentas disponíveis para a

produção de imagens visuais, surgiu no presente trabalho à possibilidade de se

trabalhar com imagens representadas em 3D, no computador, por meio de

Computação Gráfica (CG). A CG apareceu nos anos 1960 como possível ferramenta

para se trabalhar com o trato com a imagem visual. Ela permitiu que se

representassem as coisas do mundo e o universo na tela do computador de forma

análoga à realidade. Para Barbosa Junior (2002) uma coisa era certa, o mundo real

fornecia os modelos, e a meta estava em alcançar a produção de imagens

realísticas.

As imagens tridimensionais e animações computadorizadas e em 3D

têm a inigualável capacidade de simular fenômenos da natureza [...].

A animação assim realizada apresentava uma simulação verdadeira

do ‘fenômeno de estudo’, um grande laboratório para especulações

teóricas. Algo sensacional – notadamente para a Ciência e a

Educação, com sua característica de visualizar situações impossíveis

de outra maneira. (BARBOSA JUNIOR, 2002, p. 292)

Com a CG foi possível criar imagens tridimensionais em ambientes

virtuais, que podem ser apresentadas como imagens estáticas ou como imagens em

movimento (a animação 3D), possíveis se serem vistas no Cinema, na TV, e no

computador. Com o passar do tempo e o desenvolvimento e aprimoramento dos

equipamentos periféricos de interação entre o homem e o computador juntamente

com o desenvolvimento das interfaces gráficas, as imagens criadas no computador

passaram a ser também interativas, assim como descritas anteriormente. Pensou-

se, então, na possibilidade da utilização de imagens interativas virtuais e em 3D

dispostas em um aplicativo multimídia contendo imagens, texto e som como

ferramentas de apoio para o professor no processo de ensino-aprendizagem de

Ciências.

Já se tornou comum a utilização de imagens em movimento como o vídeo

e o cinema na educação. Parra & Parra (1985) chamam de recursos audiovisuais na

educação. Segundo eles, para transmitir uma mensagem não é necessária somente

a leitura de textos escritos: o professor pode escolher os outros sentidos humanos,

utilizando, por exemplo, meios e procedimentos didáticos como os recursos

audiovisuais.

[...] se bem produzidos e utilizados, os auxiliares audiovisuais podem

criar uma atmosfera que envolve emocionalmente o aluno, quase um

pré-requisito para conseguir levá-lo a um trabalho ativo e auto-

iniciado. (PARRA; PARRA, 1985, p. 41)

Duarte (2002) parafraseando Bourdieu (1979) diz que as imagens em

movimento do cinema contribuem para desenvolver o que pode se chamar de

competência para ver e que essa competência depende do ambiente social e

cultural, além da experiência escolar e do grau de afinidade com as artes e a mídia.

A escola aparece como parte dessa construção de uma competência para ver.

Pode-se, portanto, pensar as imagens na escola como auxiliares no processo de

ensino-aprendizagem e na competência para ver, sobretudo na sociedade atual,

bombardeada diariamente pelas imagens estáticas e em movimento. Para

complementar, a autora afirma que:

O homem do século XX jamais seria o que é se não tivesse entrado

em contato com a imagem em movimento independentemente da

avaliação estética, ideológica ou política que se faça do que isso

significa. (DUARTE, 2002, p. 18)

Segundo Pfromm Neto (2001) “o ser humano aprende por meio da

observação deliberada, atenta, do que seus olhos captam ‘ao vivo’ ou graças a

meios substitutivos que proporcionem experiências icônicas”, sejam esses meios a

TV, o vídeo, o cinema ou o computador e que se apresenta sempre nas telas dos

mesmos. Essas experiências icônicas abrangem imagens relativamente simples e

estáticas até representações complexas, por exemplo, do que não é visível a olho

nu, como os movimentos de uma ameba ou a mitose celular. Tais experiências são

também chamadas pelo autor como experiência visual, frente à imagem ou conjunto

de imagens a que a pessoa está atenta a inspecionar com o olhar.

[...] o aprendiz detecta, esquadrinha e interpreta uma ou muitas

organizações deliberadas de estímulos presentes na tela e retira

dessa experiência algum tipo de ensinamento, que gera uma

mudança mais ou menos duradoura do seu sistema nervoso

,traduzidas em expressões segunda as quais ele passa a ‘saber’,

‘conhecer’, ‘entender’, ‘lembrar’. (PFROMM NETO, 2001, 53)

Martins & Gouveia (2003) que estudam e pesquisam as imagens dos

livros didáticos, abrem espaço também para a discussão sobre outros suportes para

as imagens no cotidiano escolar. Segundo elas, as imagens estão disponíveis em

diferentes suportes e em diversos contextos pedagógicos, mas mesmo assim não

havia, antes, pesquisas que tinham como objeto de estudo as imagens na escola e

da escola. Somente com a disseminação das tecnologias da informação é que os

estudos com as imagens e das imagens foram mais abordados nos estudos da

educação.

O que Parra & Parra (1985) chamaram de RAVs e Pfromm Neto (2001)

chamou de meios substitutivos, Aguayo & Lama (1994) chamaram de material

instrucional. Segundo eles, material instrucional é uma “actividad de concepción de

información textual-icónica con una finalidad ergonômica”. (AGUAYO; LAMA, 1994,

p. 473), com o objetivo de ser facilmente processável pelo aluno e que possibilite

uma construção de conhecimento motivadora e econômica para os esforços

cognitivos. Este material instrucional pode ter como suporte o papel, as

transparências, o vídeo, os softwares educativos e outros. Optou-se, nessa

pesquisa, em trabalhar com o conceito de material instrucional por ser este o termo

utilizado por Ausubel (2003), um dos teóricos que serão abordados subcapítulo 5,

que trata do processo de ensino-aprendizagem em ciências.

No meio da comunicação e da computação um termo muito usado na

atualidade é a convergência, ou seja, todas as formas de integração, que vão do

texto simples ao vídeo com imagens em movimento e som, com dados digitais que

podem ser processados, armazenados e manipulados por computador, com o uso

de uma interface gráfica (PFROMM NETO, 2001). É nessa convergência que se

torna possível experimentar a capacidade da CG tridimensional como recurso

audiovisual no processo de ensino e de aprendizagem. Pensando nas novas

tecnologias para o trato com as imagens e no leitor historicamente

localizado/definido como aquele que tem possibilidade de acesso, dentro da escola,

ao computador é que foi desenvolvido o aplicativo multimídia do olho humano.

Consideramos um aplicativo multimídia como sendo materiais

audiovisuais computacionais de ensino desenvolvidos a partir de textos, ilustrações,

fotografias, gravações de áudio ou vídeo e animações, que em sua grande maioria

permite que o usuário interaja com ele, comandando o acesso a informação como

um diálogo (CARVALHO; SABBATINI, 1994). Para o presente trabalho o aplicativo

multimídia em questão contém imagens tridimensionais e interativas do olho

humano, textos, sons e animações e é acessado pelo computador.

2.4 Analogias: das imagens aos modelos didáticos

Nos tópicos anteriores foram discutidas algumas questões pertinentes

sobre as imagens visuais, suas formas de representação, algumas tecnologias que

envolvem o trato com a imagem e sua utilização na educação. A partir de agora a

discussão situar-se-á em questões relacionadas ao que convencionamos chamar de

imagens analógicas. A intenção de partir para a discussão sobre imagens

analógicas se dá, sobretudo, pelos estudos do uso de analogias na educação e no

ensino de ciências. Primeiramente partiremos para uma reflexão sobre a utilização

das analogias no processo de ensino-aprendizagem, logo após discutiremos o

conceito de imagem analógica e por último faremos a ligação entre essas duas,

convergindo para os modelos didáticos, e proporemos a utilização de modelos

analógicos virtuais interativos e em 3D.

Com a Nova Filosofia da Ciência surgiu também uma nova lógica da

construção do conhecimento científico que aponta que na racionalidade científica

entram também elementos psicológicos e sociológicos.

Postula-se uma re-humanização da ciência, a que está associada

uma linguagem interpretativa, onde a construção teórica não se

dissocia da sua comunicação e argumentação (SUTTON, 1992) e,

portanto, onde a analogia passa a ter lugar. (DUARTE, 2005, p. 4)

Sendo assim, a analogia confere poder discursivo ao conhecimento

científico, em que ela oferece novas formas de argumentação para a comunicação

científica e para o desenvolvimento da ciência; ela é por tudo isto, culturalmente

intencional e socialmente significativa na ciência. (DUARTE, 2005)

Em seus estudos, Duarte (2005) pesquisou sobre o termo analogia e

levantou vários conceitos. Para alguns, a analogia é entendida como um processo

cognitivo que envolve uma comparação explícita de duas “coisas”, uma definição de

informação nova em termos já familiares (NEWBY, 1987), ou um processo por meio

do qual se identificam semelhanças entre diferentes conceitos, sendo um deles

conhecido, familiar, e o outro desconhecido. (GLYNN, 1991)

Outros ainda, como Duit (1991) e Treagust et al. (1992), definem a

analogia como uma comparação baseada em similaridades entre estruturas de dois

domínios diferentes, um conhecido e outro desconhecido; demarcam-se, deste

modo, da consideração da analogia como uma mera comparação entre

semelhanças superficiais, entre atributos presentes nos domínios considerados.

(DUARTE, 2005)

A utilização de analogias no processo ensino-aprendizagem é defendida

por diversos autores que a aponta como ferramenta de apoio para uma mudança

conceitual, principalmente no que se refere a conceitos científicos complexos

(NAGEM et. al., 2001). Segundo Duit (1991) as analogias são:

[...] valiosas ferramentas para mudanças conceituais pois abrem

novas perspectivas, facilitam o entendimento do abstrato, incitam o

interesse dos alunos, podem ter função motivacional e ainda

encorajam o professor a levar em consideração o conhecimento

anterior dos alunos. (DUIT, 1991, p. 198)

Nessa mesma linha estão Suton (1992) e Cachapuz (1989), que

concordam que se pode utilizar analogias como alternativa que auxilia o aprendiz na

elaboração do conhecimento, quando trabalha com conceitos complexos em

diversos conteúdos. Mas a analogia que é discutida por esses autores vai além da

figura de linguagem apontada nas gramáticas e em livros de português. Ela é

entendida como um processo cognitivo que envolve, além do texto escrito e falado,

as imagens visuais.

Nesse sentido, apontamos para a imagem visual, que existe para ser vista

por um espectador historicamente definido e capaz de lê-la. Nesse caso, tem-se

experiência como um dos fatores para essa leitura e também a capacidade de ligar a

imagem a uma dada realidade. Para Aumont (2000) a imagem é dotada de valores

imanentes e um deles é: “o seu valor representativo, sua relação com a realidade

sensível” (AUMONT, 2000, p, 198). Essa relação com a realidade sensível se dá por

analogia, na forma de uma imagem visual análoga a uma imagem real.

Complementando, Gombrich (1996) afirma que “a noção de analogia está no

problema da semelhança entre a imagem e a realidade”. A tese central de sua

afirmação é dupla:

1 – Para ele, toda representação é convencional, mesmo a mais

analógica (a fotografia, por exemplo, na qual se pode atuar mudando alguns

parâmetros ópticos – objetivas, filtros – ou químicos – películas);

2 – Mas há convenções mais naturais do que outras, as que agem sobre

as propriedades do sistema visual (especialmente a perspectiva).

Seguindo essas duas situações, verificamos a imagem que age sobre as

propriedades da visão como convenções naturais, ou seja, a que observamos em

nosso ambiente e não podemos alterá-las. Mas partindo para a noção da

representação vemos a possibilidade de se alterar a imagem, o que seria possível

com a CG, tanto em imagens 2D e 3D virtuais. Aumont (2000) ainda complementa a

idéia da analogia de Gombrich: para ele a analogia pictórica, tem sempre duplo

aspecto: o aspecto espelho no qual a analogia redobra, certos elementos da

realidade visual, “como a que se forma naturalmente em uma superfície d’água e o

aspecto maps” (mapa) em que a imitação da natureza passa por esquemas

múltiplos: “esquemas mentais vinculados a universais, que visa tornar a

representação mais clara ao simplificá-la”. (AUMONT, 2000, p. 199)

Retomando a Arruda (2003) a imagem visual é o exemplo mais

significativo da representação analógica. As imagens virtuais construídas em 3D

podem ser análogas às imagens do mundo que observamos através da percepção

visual. A analogia aqui surge como uma ferramenta capaz de ligar estas duas

imagens e de concretizar mudanças conceituais quando utilizada no processo de

ensino-aprendizagem. Para Vosniadou & Ortony (1989) é bastante consensual a

idéia de que a analogia se fundamenta em processos cognitivos e interacionais e

deve ser estudada no seu uso e no contexto da conceptualização, do

processamento mental e da experiência individual, social e cultural. Se as imagens

são construídas através das impressões sensoriais, elas necessitam de um

conhecimento prévio e para o seu entendimento é necessário que haja uma

interação entre ela e o seu espectador, mesmo que seja somente visual.

Esse conhecimento prévio de uma imagem visual, que Gombrich (1996)

classificou anteriormente como processo de reconhecimento e rememoração,

também pode ser entendido como sendo uma representação mental ou modelo

mental. O ser humano convive diariamente com informações visuais, textuais ou

orais e constrói em sua mente as representações mentais dessas informações.

Uma representação é uma notação ou sinal ou conjunto de símbolos

que ‘representa’ algo para nós, ou seja, ela representa alguma coisa

na ausência dessa coisa; normalmente esta coisa é um aspecto do

mundo externo ou de nossa imaginação (i.e., nosso próprio mundo

externo). (EYSENCK; KEANE, 1994, p. 180)

Para Eysenck & Keane (1994, p. 179) representações mentais são “a

maneira exata em que representamos o mundo dentro das nossas cabeças’”. Para

estes autores existem dois tipos de representações: externas e internas. As

representações internas seriam as representações mentais e teriam um caráter

simbólico sendo consideradas representações analógicas e proposicionais. A

representação analógica teria como principal exemplo a imagem visual e a

representação proposicional seria mais abstrata semelhante à linguagem – não

seriam palavras, mas, ao contrário, captariam o conteúdo abstrato, ideacional. As

representações externas podem ser de muitas formas diferentes: mapas, menus,

quadros a óleo, projetos, história e assim por diante. Existem duas principais classes

de representações externas utilizadas para caracterizar o mundo: “aquelas que

dependem de palavras ou de outras anotações escritas e aquelas que são pictóricas

ou diagramáticas.” (EYSENCK; KEANE, 1994, p. 180)

Arruda (2003) classifica as representações mentais, ou analógicas, como

sendo representações tipo-imagem e as representações proposicionais como sendo

representações tipo-linguagem.

A FIG. 4, abaixo, representa uma comparação entre a representação tipo-

imagem e a representação tipo-linguagem.

FIGURA 4 – Comparação entre a representação tipo-imagem e representação tipo-linguagem

textual

Fonte: ARRUDA, 2003.

Eysenck & Keane (1994, apud PAIVIO, 1971) comentam sobre a Teoria

de codificação dupla de Paivio. De forma resumida esta teoria propõe que existem

dois sistemas básicos de codificação ou simbolização que estão subjacentes à

cognição humana: um sistema verbal e outro não verbal. O sistema não verbal (ou

imagens) é especializado no processamento de informações espaciais e de

sincronicidade atuando assim em tarefas como análise de cenas e geração de

imagens mentais. O sistema verbal lida com informações lingüísticas, com

processamento da linguagem, por causa da natureza serial da linguagem, ele é

especializado no processamento seqüencial.

Em seus estudos sobre estes dois sistemas básicos de codificação e

simbolização em que vários sujeitos foram colocados para memorizar um conjunto

de figuras e uma lista de palavras Paivio (1971) verificou que as figuras são

recordadas com mais facilidade do que as palavras. Ele propôs que a codificação da

imagem é mnemonicamente superior à codificação verbal, apesar de não saber

exatamente porque isso acontece assim.

Pensando em todas as questões anteriores é que acreditamos no

potencial das imagens na educação e no ensino de ciências. E assim, vemos as

imagens analógicas como possíveis modelos de representação da realidade e

possíveis de serem utilizados como modelos didáticos de ensino. Para entendermos

os modelos didáticos, precisamos primeiro entender o que são modelos.

Uma primeira abordagem estaria no campo das representações mentais e

teríamos aí os modelos mentais. Para Moreira (1996) existem as representações

analógicas, as proposicionais e uma terceira forma de constructo representacional

que são os modelos mentais. Neste caso, modelos mentais seriam então:

[...] representações analógicas, um tanto quanto abstraídas, de

conceitos, objetos que são espacial e temporalmente análogos a

impressões sensoriais, mas que podem ser vistos de qualquer

ângulo (e aí temos imagem) e que, em geral não retêm aspectos

distintivos de uma dada instância de um objeto ou evento.

(MOREIRA, 1996, p. 2)

Johson-Laird (1983) sugere que as pessoas raciocinam com modelos

mentais e estes seriam como blocos de construção cognitivos que podem ser

combinados e recombinados conforme necessário. Como quaisquer outros modelos,

eles representam o objeto ou a situação em si; uma de suas características mais

importantes é que ele capta a essência (se parece analogicamente) dessa situação

ou objeto.

Interessam-nos então, as imagens, que se apresentam como uma das

representações do modelo mental, já que a proposta deste trabalho está

fundamentalmente ligada ao estudo das imagens na educação e no ensino de

ciências. Parte deste trabalho envolve as representações internas (modelos

mentais), mas a parte principal se debruça sobre outro tipo de representação que

seriam as representações externas que para o nosso caso, interessam as imagens

visuais. As imagens visuais, em 3D, construídas em um ambiente virtual de um

conceito de ciências apresentam-se como um modelo didático no qual sustentamos

afirmar se tratar de um modelo analógico, ou seja, construído baseado em um objeto

real, mas que apenas o representa de forma analógica, comparando-se sua

estrutura e/ou função. Para isso, nos baseamos em Borges (1997) que afirma que:

O interesse em analogias, modelos e modelos mentais se deve à

aceitação da idéia de que nós só podemos apreender o novo em

termos daquilo que já conhecemos. Deste ponto de vista,

explicações são tentativas de compreender um evento ou uma

situação não-familiar em termos de coisas com as quais estamos

habituados, ou em termos de sistemas familiares de relações por

meio de analogias. (BORGES, 1997, p. 1)

Para Gilbert & Boulter (1998) modelos podem ser definidos como uma

representação de uma idéia, um objeto, um sistema, um evento ou um processo.

Esses modelos no campo da educação em Ciências poderiam ser utilizados para

representações que variam de uma idéia passageira até grandes objetos como os

encontrados em Museus. Os autores afirmam que os modelos são mais acessíveis à

percepção que as teorias e ainda permitem mais facilmente que as conseqüências

das teorias possam ser deduzidas e testadas experimentalmente. A linha da

psicologia cognitiva sobre aprendizagem faz referência à formação e

desenvolvimento de modelos por um indivíduo inserido no contexto de um grupo

social. “Assim, a compreensão da aprendizagem em educação em ciências envolve

o entendimento da natureza dos modelos e da modelagem” (GILBERT; BOULTER,

1998, p. 13). Por fim, os modelos atribuem um papel significativo na rotina diária de

uma sala de aula e que estes devem ser explorados quando há interesse em

promover processos de aprendizagem.

Gilbert & Boulter (1998) abordam os modelos dentro de uma visão

construtivista e na perspectiva da “cognição situada”. Nesse caso, o aprendizado

ocorre em situações particulares, como processo de enculturamento ou participação

individual em práticas sociais organizadas e com isso se desenvolvem os

conhecimentos locais especializados, os rituais e o vocabulário. Esse processo

acontece dentro de uma ‘situação’ que depende de um “contexto” que pode ser

variado como sala de aula, ambiente de aprendizagem ou uma atividade didática. O

mais importante é o conhecimento pessoal ligado ao conhecimento novo quando

usado para compreender uma situação externa física. A “situação” seria então um

ambiente externo específico, “pela atividade mental de um indivíduo que

freqüentemente age em grupo, é transformado em contexto num dado momento”

(GILBERT; BOULTER, 1998, p. 14)

Segundo os autores, quando uma situação é usada para uma atividade

educacional, quatro fatores continuam os mesmos durante todo o processo: o lugar

onde acontece a atividade, o foco dessa atividade, sua finalidade educacional e, por

último, as pessoas envolvidas. Na junção desses fatores, surge o que os autores

chamam de evento, ou seja, o evento educacional em que se constrói o

conhecimento. Daí surge então o texto do evento (a linguagem usada) no qual a

participação dos alunos pode mostrar quem disse o quê para quem e como foram as

respostas. Dentro do texto existem várias narrativas, compostas pelos participantes

do evento para que os outros participantes prestem atenção. O texto então consiste

numa série de narrativas entrelaçadas onde se encontram as que são produzidas

pelo professor de acordo com o conteúdo curricular e as produzidas pelos alunos

individualmente ao atribuir suas significações pessoais àquilo que está ocorrendo na

sala de aula.

O texto do evento educacional é normalmente falado (discurso) mas que,

com freqüência, inclui componente escrito significativo (escritos, desenhos, gráficos,

vídeos, fotos) e, por vezes, um elemento de ação física (modelos físicos, gestos).

Nesse sentido, pode-se pensar nos modelos como ferramentas essenciais para a

aprendizagem dentro da abordagem de Gilbert & Boulter (1998) sobre as narrativas

em educação em ciências.

Modelos constituem uma parte fundamental das narrativas de

educação em ciências, sobretudo como conseqüência de várias

tipologias que podem ser construídas a seu respeito. (GILBERT;

BOULTER, 1998, p. 15)

É preciso conhecer os diferentes tipos de modelos para que se possa

recortar o modelo objeto deste estudo: Baseado nos estudos de Gilbert & Boulter

(1998) e Nuñes & Lima (2005) temos:

• Modelo mental: já discutido anteriormente, são as representações

formadas na mente do indivíduo;

• Modelo expresso: um indivíduo expressa o seu modelo mental por

meio da escrita, fala ou ação;

• Modelo consensual: o modelo expresso passa a ser consenso dentro

de um grupo social;

• Modelo científico: o modelo consensual passa a ser reconhecido pela

comunidade científica;

• Modelo histórico: um modelo científico produzido em um contexto

específico, mas que foi suplantado e colocado à margem da ciência;

• Modelo didático: auxilia os estudantes a compreenderem os modelos

consensuais e históricos e são expressos, na maioria das vezes por objetos,

gráficos, sistemas, etc.

Interessa-nos então os modelos didáticos que atuam objetivando a

compreensão dos modelos consensuais. Esses modelos são construídos por

professores e alunos, quer por meio de modelos tridimensionais, quer por analogia.

“Um modelo, qualquer um dos que foram citados anteriormente, parte de um alvo

(modelo a ser representado) e é produzido a partir de uma fonte (algum outro objeto,

evento ou idéia) por meio de metáforas, no qual o alvo é visto, ainda que

inicialmente e por pouco tempo, como sendo similar à fonte”. (GILBERT; BOULTER,

1998, p. 15)

Modelos de qualquer tipo servem como base para a construção de

narrativas relacionadas com a situação experimental vivenciada pelos alunos e

também com as situações subseqüentes. Em educação em ciências os estudantes

se deparam com diferentes situações, seja na sala de aula, com computadores,

assistindo a vídeos educativos, em museus ou no meio ambiente externo natural. O

aluno produzirá uma narrativa para cada evento em uma determinada situação e se

os eventos que eles encontram são planejados pelo professor para que assuntos

semelhantes ou relacionado sejam tratados, as narrativas interagirão e produzirão

um texto abrangente sobre o fenômeno que está sendo estudado. Nas palavras de

Aguayo & Lama (1994) “as ações cognitivas que o aluno realiza no processamento

da informação para a sua construção, coincidem com as que o professor tem que

efetuar para o desenho do material de instrução”. Em termos de modelos, isso

aponta para que, tanto alunos quanto professores, participem da interpretação e/ou

construção dos modelos. É importante para a aprendizagem que o aluno tenha

condições de reconhecer o modelo, contrastá-lo com outros modelos e até mesmo

propor seus próprios modelos alternativos.

Além do contexto da sala de aula, outros contextos como computadores

TV e Museus envolvem o aprendizado por modelos. Para essa pesquisa, a intenção

foi a de utilizar uma imagem em 3D interativa virtual, no computador. Então, foi

decidido abordar somente os modelos em computadores. Para Gilbert & Boulter

(1998) “os computadores podem ser usados de dois modos distintos no campo da

educação em ciências: exploratório (conhecido também como simulação) e o

expressivo (ou modelagem)”.

• Modo exploratório: é um modelo já definido, já completamente

programado no software. O aluno então interage com a simulação, entrando com

números ou outra informação para que o programa processe esses dados de acordo

com o modelo e produza algum resultado. Ele apenas mostra como um modelo

consensual se comporta. Normalmente os estudantes não sabem o que o programa

faz com os dados e, por vezes, não sabem o que é de fato o programa. Assim eles

não podem avaliar o escopo e as limitações do modelo, podendo ser levados a

pensar que qualquer modelo é uma representação idealizada, podendo vir a

confundir o modelo com a realidade. Nesse caso, a probabilidade é muito baixa de

que as narrativas dos estudantes sobre o modelo e seu uso estejam próximas às

dos seus professores e podem inclusive distorcer experiências futuras.

• No modo expressivo, conhecido como modelagem, os softwares são

livres de conteúdo. O estudante pode assim especificar quais são as variáveis e,

dadas as condições do software, investigar como essas variáveis podem estar

relacionadas. Outras aplicações focalizam as operações contidas nos modelos como

o que deve ser feito para alcançar um resultado específico. Ao exigir que considerem

os sistemas e seus comportamentos, este uso do computador requer dos estudantes

a formação e utilização de modelos mentais. As narrativas construídas serão mais

integradas internamente e mais interligadas com a experiência anterior do estudante

e com as narrativas do professor.

Para o modelo proposto neste trabalho pensamos ter características

comuns aos dois tipos de modelo relatados anteriormente, mas essa discussão será

apresentada no capítulo referente à análise de dados.

Pozo & Crespo (1998) apresentaram um conceito de modelos que vem de

encontro à abordagem sobre modelos analógicos que está sendo utilizada nesse

trabalho.

Os modelos são um processo representacional que faz uso de

imagens, analogias e metáforas, para auxiliar o sujeito (aluno ou

cientista) a visualizar e compreender o referente, que pode se

apresentar como de difícil compreensão, complexo e abstrato, e/ou

em alguma escala perceptivelmente inacessível. (POZO; CRESPO,

1998, p. 51)

Os modelos, então, visam que os alunos entendam os fenômenos

científicos dando-lhes subsídios para a construção de novos modelos, elaborados

por eles, que se aproximem dos cientificamente aceitos, Nuñes & Lima (2005)

salientam que, na educação e nas ciências é necessário incluir tanto a

aprendizagem dos modelos quanto uma reflexão sobre o papel destes e ainda a

aprendizagem dos processos de modelagem, ou seja, pesquisa, criação e

construção dos modelos.

Outro ponto importante é que os modelos consensuais (produzidos pela

Ciência) articulam um número muito grande de hipóteses com um nível de abstração

muito alto em relação a um campo problemático da realidade. Este modelo pode

trazer algumas limitações no ensino de ciências para a educação básica por estar

fora das capacidades operatórias ou do conhecimento prévio dos alunos,

dependendo do grau de formalidade deste (NUÑES; LIMA, 2005). Por isso, é de

suma importância pensar em modelos que possam representar os modelos

consensuais e fazer com que eles sejam compreendidos pelos alunos. Deve-se

atentar para o fato de tentar não construir, ou utilizar, modelos que simplifiquem

demais o conceito científico que busca representar, porque, dessa forma, corre-se o

risco de o aluno memorizar um modelo que não é totalmente científico e pouco

significativo. Um bom modelo didático deverá apresentar os principais aspectos do

modelo consensual ao qual se refere.

Nuñes & Lima (2005, p. 249) ainda apresentam algumas questões

importantes sobre os modelos didáticos:

• Os modelos devem cumprir determinado nível de analogia estrutural e

funcional com a realidade, de maneira que permitam extrapolar as características

consideradas nos modelos com aquelas relacionadas com o objeto ou fenômeno

estudado;

• Os modelos são construções provisórias, portanto nenhum modelo

científico possui a verdade absoluta sobre nada;

Os autores também atentam para questões relativas aos modelos que

possam ser construídos, ou propostos pelos alunos, que eles chamam de modelos

alternativos.

• Os modelos científicos alternativos podem não ser compatíveis entre si,

principalmente quando partem de referenciais teóricos diferentes. Em aula isso deve

ser levado em consideração, respeitando os modelos representados pelos alunos,

como teorizações pessoais em “pé de igualdade” e, posteriormente, nas discussões

em grupo deve ser eleito aquele que tenha uma maior capacidade de explicação.

• A substituição de um modelo pelo outro, vale destacar que não significa

que o primeiro foi abandonado. Podem-se utilizar os modelos propostos inicialmente

quando isso facilitar a manipulação formal e quando constituir aproximações

sensíveis e legítimas a um problema científico.

Um modelo didático deve ser construído observando-se o conhecimento

prévio dos alunos e as habilidades que eles possuem para lidar com entidades

concretas e abstratas. Além disso, os alunos deverão compreender as vantagens e

limitações de cada modelo. Para Pozo & Crespo (1998) “corre-se o risco dos alunos

relativizarem os modelos, ou seja, pensar que todos são igualmente válidos,

inclusive os seus, o que pode esvaziar o sentido da própria educação científica”. Por

isso é importante a discussão acerca da construção de modelos e dos critérios para

eleger um modelo em detrimento do outro para a explicação de um dado referente.

Há também o risco de priorizar os conceitos em detrimento dos procedimentos e

atitudes, embora a contrastação de diversos modelos conceituais favoreça atitudes,

rigor, criticidade e procedimentos como argumentação, esta contrastação empírica é

o que auxilia no desenvolvimento de competências no ensino de Ciências.

2.5 Modelos e aprendizagem

Os modelos didáticos, utilizados como material instrucional, apresentam-

se como possíveis auxiliares para o professor em sala de aula. Para Giordan &

Vechi (1996) “os modelos são elementos facilitadores que os educadores podem

utilizar para ajudar a vencer os obstáculos que se apresentam no difícil caminho da

conceptualização”.

Os autores trabalham com a noção de mudança conceptual na qual a

construção do conhecimento dar-se-á por meio da mudança na concepção dos

alunos sobre o saber científico. Para eles a criança, o adolescente e até o adulto

possui concepções, ou representações iniciais do seu ambiente, e estas não podem

ser rejeitadas, elas devem ser integradas aos modelos da ciência para que haja um

“conhecimento” cada vez mais operatório e próximo do saber científico. (GIORDAN;

VECHI, 1996)

As concepções do aprendente não correspondem unicamente a

imagens da realidade; servem de ponto de ancoragem para

apropriar-se de outros saberes, pois elas constituem estruturas de

recepção que permitem unificar novas informações. (GIORDAN;

VECHI, 1996, p.144)

Nessa perspectiva os modelos didáticos analógicos apresentam-se como

possíveis auxiliares na mudança conceptual dos alunos por se tratar de um modelo

produzido a partir de outra imagem já existente comum no repertório do aluno, que

no caso do presente trabalho baseou-se em imagens de livros didáticos, sendo

estes, apoiados por livros de fisiologia e biofísica. Giordan & Vecchi (1996) alertam

para o fato de que os modelos científicos estão adentrando nas escolas cada vez

mais cedo e por vezes exigem um nível de abstração muito grande que acaba por

não ser acessível para os alunos e por vezes são simplistas demais a ponto de

gerarem más interpretações dos conceitos científicos que pretendem transmitir. Por

isso, é fundamental que o modelo seja construído levando em consideração as

concepções dos alunos e que sejam representações que se aproximem de fato ao

objeto de estudo.

Abaixo um modelo bidimensional do olho humano (à esquerda)

encontrado no livro de ciências, Ciência e Interação -7ª série, da Editora Positivo, e

um modelo tridimensional (à direita) do olho humano encontrado no site da Merk-

Sharp & Dohme do Brazil.

FIGURA 5 – Comparação entre o modelo bidimensional e modelo tridimensional do olho

humano

Fontes: COSTA, 1996

e MERKC SHARP & DOHME DO BRAZIL. Modelos anatômicos 3D.

Disponível em: http://www.msd-

brazil.com/msdbrazil/patients/biblioteca/emed_tools/help/emed_tools_sistema.html Acesso em: 2 jun.

2007.

Para os autores, o importante é a aquisição de um saber conceptual que

se constrói progressivamente e isso se dá por meio dos níveis de formulação e

patamares de integração.

Os níveis de formulação seriam uma primeira fase, determinada pela

soma de conhecimentos necessários para construir um enunciado, “um estágio de

evolução no desenvolvimento psicogenético e uma prática social (vivência

constituindo o suporte para a formulação do conceito)”. (GIORDAN; VECHI, 1996, p.

189). Numa primeira aproximação seria um nível de abstração e não se trata de uma

formulação precisa (uma frase dita pelo aluno) e sim a uma estrutura subjacente a

que ela representa.

Após a primeira fase, o aluno poderá mudar de nível, ou seja, mudar de

patamar de integração. Como a passagem de um nível para outro é lenta, poderão

suceder-se várias formulações relativas a um mesmo conceito, pelo fato de existirem

o que os autores chamam de aura conceptual, que são todas as representações a

respeito de, um ou mais fenômenos, científicos ou não, contidas na concepção dos

alunos. Os alunos passarão de um patamar de integração a outro quando o

fenômeno estudado trouxer uma formulação mais geral ou quando houver a

apropriação de uma nova idéia que será ancorada em um ou mais conceitos da aura

conceptual, e não a um único conceito pivô definido pelo assunto.

Têm-se então os modelos como possíveis ferramentas facilitadoras para

as mudanças conceptuais e para passagem de um patamar de integração para

outro. Visto que sua intenção educacional visa o aprendizado e apóia-se na

concepção dos alunos, porque os modelos propostos devem ser lidos pelos mesmos

e isso infere que estes devam buscar na sua estrutura cognitiva os constructos que

possam fazer a ligação entre o modelo proposto e as representações que se

encontram na sua aura conceptual.

Para Ausubel (2003) “o conhecimento prévio é um dos principais fatores a

serem considerados no processo de aprendizagem”. Ele trabalha com a concepção

de aprendizagem por recepção e retenção, a aprendizagem significativa, ou seja,

aquela da qual emergem novos significados.

Segundo o autor, o conhecimento é significativo por definição, resultado

de um processo psicológico que é a interação de idéias culturalmente significativas,

já ancoradas na estrutura cognitiva particular de cada aprendiz e o seu próprio

mecanismo mental para aprender de forma significativa. O termo ancoragem será

usado para sugerir a ligação entre as idéias preexistentes, ao longo do tempo, na

estrutura cognitiva.

A aprendizagem significativa é a primeira fase de um processo de

assimilação mais vasto e inclusivo. Por conseguinte, os processos de assimilação na

fase de aprendizagem significativa incluem:

(1) ancoragem seletiva do material de aprendizagem às idéias

relevantes existentes na estrutura cognitiva; (2) interação entre as

idéias acabadas de introduzir e as idéias relevantes existentes

(ancoradas), sendo que o significado da primeira surge como produto

dessa interação; e (3) a ligação dos novos significados emergentes

com as idéias ancoradas correspondentes no intervalo de memória

(retenção). (AUSUBEL, 2003, p. 8)

As idéias ancoradas se alteram no processo interativo, quer com as novas

idéias de instrução com as quais interagem quer, mais tarde, com significados

emergentes aos quais estão ligados no armazenamento da memória. Esta ligação e

armazenamento das idéias novas (apreendidas) com as ancoradas e mais estáveis

podem ser consideradas como parte do processo de retenção se a ligação for

estabelecida.

Ausubel (2003) faz referência à memória semântica que se apresenta

como sendo o resultado ideal de um processo de aprendizagem significativa. Trata-

se de uma memória de longo prazo; refere-se aos conhecimentos adquiridos que

permanecem na estrutura cognitiva do aprendiz. É um tipo de memória significativa

que leva mais tempo para ser adquirido já que o conhecimento significativo é

complexo e necessita de um tempo maior para ser concluído.

A aprendizagem por recepção significativa envolve a aquisição de novos

significados a partir do material de aprendizagem apresentado nas práticas de

instrução. Para o autor, as práticas de instrução, formais, das escolas primárias e

secundárias e das universidades apresentam-se como a melhor forma para se

utilizar e melhorar sistematicamente a aprendizagem por recepção e retenção

significativas para a aquisição e retenção de conhecimentos.

Assim, têm-se os modelos didáticos analógicos como possíveis

ferramentas facilitadoras para a aprendizagem significativa por serem material de

aprendizagem que representam, por analogia, conhecimentos científicos

(desconhecidos) possíveis de serem ancorados na estrutura cognitiva do aprendiz,

por comparação com os conhecimentos já armazenados.

Aprender de forma significativa, então, significa a aquisição de novos

significados por parte dos aprendizes. Estes novos significados são produtos da

interação entre significados potenciais no material de instrução e as idéias

“ancoradas” relevantes existentes na estrutura cognitiva do aprendiz. As idéias

ancoradas relevantes fazem parte do conhecimento prévio do indivíduo e o material

de instrução é aquele utilizado pelo professor na sala de aula e têm como suporte

físico o papel, as transparências, o vídeo, os softwares educativos e outros. Este

material, retomando a Aguayo & Lama (1994), “tem o objetivo de ser facilmente

processável pelo aluno e de possibilitar uma construção de conhecimento

motivadora e econômica para os esforços cognitivos”.

Temos então um modelo didático analógico que se apresenta como um

aplicativo multimídia composto por imagens tridimensionais interativas, texto e áudio.

A imagem utilizada é um modelo análogo ao olho humano real e por sua estrutura

tridimensional permite ser vista sob várias perspectivas. Este aplicativo pode ser

acessado pelo aluno através do computador numa relação homem-máquina que tem

como objetivo o aprendizado sobre o olho humano. Tem a possibilidade de operar

mudanças conceptuais e fazer com que os alunos aprendam de forma significativa.

3 METODOLOGIA

Segundo Alves-Mazzoti & Gewandznajder (2002), a escolha do campo e

dos participantes do estudo qualitativo não ocorre aleatoriamente: “o pesquisador os

escolhe em função das questões de interesse de estudo e também das condições

de acesso e permanência no campo e disponibilidade dos sujeitos” (ALVES-

MAZZOTI; GEWANDSZNAJDER, 2002, p. 162). Como o tema corpo humano

integra o conteúdo programático do 7º ano de Ensino Fundamental, definimos por

fazer a pesquisa nessa etapa escolar.

A pesquisa empírica é qualitativa, mas contou com uma parte quantitativa

referente aos dados fornecidos por questionários. Desenvolveu-se paralelamente à

pesquisa empírica a construção e reconstrução de um aplicativo multimídia contendo

o olho humano virtual e tridimensional. As etapas das pesquisas de campo são

consideradas como: “Piloto V1” e “Piloto V2” pelo fato de fazerem parte do

desenvolvimento desse modelo tridimensional do olho humano. Como não se

chegou a um modelo final, as etapas da pesquisa antes citadas são consideradas

como piloto.

Essa pesquisa foi avaliada pelo Comitê de Ética em Pesquisa Científica

da Fundação Ezequiel Dias (FUNED – MG) com parecer favorável. Em todas as

etapas do trabalho, as atividades foram pautadas pela ética em pesquisas com seres

humanos (ANEXO A), caracterizando pela assinatura de termos de parceria,

autorizações para divulgação de dados e envio de cartas de esclarecimentos aos

participantes. (APÊNDICE A)

3.1 Etapas do trabalho

3.1.1 Pesquisa bibliográfica

Para Cervo & Bervian (2004) “qualquer espécie de pesquisa, em qualquer

área necessita de uma pesquisa bibliográfica para a fundamentação teórica e para

justificar os limites e contribuições da própria pesquisa”. Foi desenvolvida, no

segundo capítulo do presente trabalho, uma pesquisa bibliográfica com o intuito de

conhecer as contribuições científicas e culturais sobre determinado assunto, tema ou

problema para que possam contribuir para as respostas que se procura acerca das

hipóteses colocadas.

3.1.2 Pesquisa exploratória

A pesquisa exploratória é, normalmente, o passo inicial “no processo de

pesquisa pela experiência e um auxílio que traz formulação de hipóteses

significativas para posteriores pesquisas”. (CERVO; BERVIAN, 2004, p. 63). Tem o

objetivo de buscar mais informações sobre determinado assunto de estudo para que

o pesquisador se familiarize mais com o fenômeno, obtenha uma nova percepção

dele ou descubra novas idéias. Deve ter um planejamento flexível que possibilite

“consideração dos mais diversos aspectos de um problema ou de uma situação”.

Esta parte da pesquisa envolveu um estudo exploratório em livros

didáticos. Os livros utilizados foram os de Ciência da 7ª série (8º ano) do ensino

fundamental, que têm em seu conteúdo o corpo humano e suas partes, que inclui o

aparelho óptico humano, tema científico abordado neste estudo. O objetivo dessa

pesquisa foi o de encontrar, nos livros didáticos, as imagens pictóricas que

representam o aparelho óptico humano e verificar como elas são representadas

graficamente. A escolha dos livros se deu por meio da lista de livros didáticos do

PNLD (Plano Nacional do Livro Didático) 2008 disponibilizada pelo Governo Federal,

através do MEC no sítio: https://www.fnde.gov.br/pls/simad – fnde/!simad –

fnde.consulta – acoes – pc .

Os resultados do estudo exploratório, em livros didáticos, forneceram

subsídios para a seleção de textos, captura de imagens e formulação do

questionário em sua primeira versão (questionário V1) sobre o olho humano.

(APÊNDICE B)

3.1.3 Construção do aplicativo (Versão 1)

Para o desenvolvimento deste aplicativo o software escolhido foi o Flash

8, da empresa de softwares gráficos Adobe, pelo fato de ser um software que

permite a criação e edição de animações bem como a utilização de dispositivos

interativos que possibilitam a interação homem- máquina. (MACHADO, 1996)

As imagens do olho humano utilizadas no aplicativo foram baixadas do

site da Merck Sharp & Dohme do Brasil, empresa filial da Merck Sharp & Dohme

EUA, especializada em medicina e farmacêutica e que desenvolve materiais

didáticos para profissionais da saúde, dentre eles imagens em 3D de várias partes

do corpo humano. Para o caso desta pesquisa as imagens foram retiradas da página

http://www.msd-Brazil.com/ assets/ patients/ biblioteca/ emed – tools/Nervous e

editadas no Flash 8. Essas imagens dos modelos em 3D disponíveis no site podem

ser baixadas gratuitamente por qualquer pessoa e podem ser utilizadas em aulas.

No próprio site há orientações de como fazer o procedimento de download dessas

imagens.

Procurou-se nesse aplicativo desenvolver uma animação do olho humano

em movimento de rotação de forma que pudessem ser observadas as várias

perspectivas da sua estrutura, tanto uma visão externa quanto uma interna, já que

foram trabalhadas a visão orbital e os recortes coronal e sagital. Além disso, alguns

comandos são possíveis de serem utilizados pelo usuário como acessar, com o

mouse, as várias perspectivas do olho e de separar algumas partes dele, por meio

dos links Girar (gira em 360º o olho em 3D, Coronal (acessa o recorte coronal do

olho em 3D) e Sagital (acessa o recorte sagital do olho em 3D) .

Nesse olho tridimensional há informações textuais tais como os nomes de

cada elemento constitutivo do olho, (arrastando o mouse ou clicando sobre os

elementos do olho) numa representação semelhante à imagem no livro didático

Ciências e Interação de Costa (2006) e um texto corrido com 10 tópicos,

relacionados aos elementos do olho acessado pelo link Texto. Os textos foram

retirados dos livros Ciências e Interação – 7ª série, da Editora Positivo e Ciência e

vida – Movimento, Funções de Relação, Sexualidade – 7ª série, da Editora

Dimensão. Para confirmar as informações dos livros didáticos escolhidos foram

utilizados os livros Anatomia Humana Básica, de Dángelo & Fantini (2005) e

Biofísica Básica, de Heneide (2006).

3.1.4 Pesquisa de campo – Teste piloto V1

Como quarta etapa da pesquisa, foi proposto o estudo comparativo que

se deu por meio da comparação entre o modelo pictórico analógico em 2D do

aparelho óptico humano e o modelo analógico virtual e interativo em 3D,

considerados aqui como sendo materiais instrucionais. O método comparativo

realiza comparações para verificar similitudes e explicar diferenças, além disso,

“ocupando-se da explicação dos fenômenos, o método comparativo permite analisar

o dado concreto deduzindo do mesmo os elementos constantes, abstratos e gerais.”

(LAKATOS; MARCONI, 1991, p. 60)

Para essa etapa foram utilizados dois instrumentos de coleta de dados,

um questionário, que forneceu dados quantitativos e qualitativos e a observação

direta, que forneceu dados qualitativos.

3.1.4.1 Questionário

Para a pesquisa quantitativa foi escolhido, como técnica de coleta de

dados, um questionário composto por questões fechadas, que segundo Cervo &

Bervian (2004) possibilitam obter respostas mais precisas do que o questionário

aberto, sobre o aparelho óptico humano, construída a partir dos textos e imagens

dos livros didáticos analisados. Utilizou-se um questionário por este ser uma das

formas mais utilizadas para se coletar dados “pois possibilita medir com mais

exatidão o que se deseja” (CERVO; BERVIAN, 2004, p. 53). Além disso, ele é um

meio pelo qual o informante preenche as suas próprias respostas em um formulário,

pode ser aplicado a uma quantidade maior de pessoas e deixa os respondentes

mais confiantes em função do anonimato, o “que possibilita coletar informações e

respostas mais reais.” (CERVO; BERVIAN, 2004, p. 53)

O questionário (APÊNDICE B) contou com 10 questões fechadas, cada

uma dessas questões continha um espaço para justificativa. Havia também uma

questão final em que o participante deveria desenhar o olho, conforme ele o

conhece. Nas questões fechadas buscou-se mensurar, de forma quantitativa, o

aprendizado proporcionado pelos materiais instrucionais utilizados no teste piloto. Na

justificativa, buscou-se conhecer o referencial do aluno sobre cada assunto

abordado em cada questão, nesse caso de onde vinha o seu conhecimento sobre os

temas abordados. Na questão que propunha o desenho do olho, pretendia-se

verificar se haveria uma mudança na representação do olho após os modelos

impressos e do aplicativo. Este questionário foi modificado após o teste piloto a fim

de se tornar mais fácil de ser respondido e com menos questões. Isso se deu

baseando-nos nas anotações feitas por duas observadoras, que participaram dessa

etapa da pesquisa, sobre o comportamento e os comentários dos participantes. Essa

mudança foi acompanhada por uma professora de biologia que participou do teste

piloto e se ofereceu para ajudar-nos no próximo passo que seria a pesquisa de

campo.

3.1.4.2 Observação direta

Na pesquisa qualitativa foi utilizada a observação direta que teve o

objetivo de “captar as informações dos participantes, julgá-las sem interferência e

registrá-las de acordo com a capacidade de cada participante de posicionar-se

diante das afirmações” (GOMES; BARBOSA, 1999). Como se trata de um teste

piloto, portanto a fase inicial da pesquisa, a observação direta foi feita de forma

informal, contou com duas observadoras que registraram os comentários e

comportamentos dos participantes. “Na observação direta o observador deve buscar

se posicionar completamente fora da situação e das pessoas envolvidas no teste

piloto”. (GOMES; BARBOSA, 1999)

No teste piloto, as anotações das observadoras foram fundamentais para

a mudança no material instrucional utilizado, sobretudo o aplicativo, e nos

instrumentos e métodos que seriam utilizados na próxima etapa.

Com o objetivo de testar tanto a metodologia proposta para este trabalho,

quanto ao aplicativo multimídia do olho 3D, foi desenvolvida uma pesquisa piloto no

dia 28 de agosto de 2008, no campus VI do CEFET-MG em Belo Horizonte, para um

grupo de 24 participantes dos quais 16 deles eram alunos do 1º ano do curso de

Engenharia da Computação do CEFET-MG, duas alunas de uma escola de segundo

grau de Belo Horizonte, bolsistas do BIC-Jr. pelo CEFET-MG e seis professores

integrantes do grupo de estudos GEMATEC. Esse grupo foi escolhido por ser

heterogêneo, ter a possibilidade de fornecer informações mais variadas e poder

testar de forma mais abrangente a metodologia utilizada e o aplicativo multimídia.

Na metodologia aplicada foram geradas 4 situações diferentes, nas quais

a primeira consistiu de uma avaliação diagnóstica, em que foi aplicado o

questionário V1 para todos os participantes da pesquisa, com o objetivo de verificar

o conhecimento prévio destes sobre o olho humano. Essa avaliação foi feita com

todos os participantes da pesquisa que foram nomeados de Grupo da Avaliação

Diagnóstica.

As perguntas do questionário foram montadas a partir dos textos sobre o

aparelho óptico humano retiradfos dos livros utilizados no aplicativo multimídia do

olho Virtual. Estes textos, e também as imagens dos livros didáticos, foram utilizados

para os outros dois materiais impressos produzidos para esse teste, um contendo

somente texto (APÊNDICE C) e outro contendo texto e imagens (APÊNDICE D).

Tanto para Ausubel (2003), quanto para Giordan & Vechi (1996) “é de

suma importância conhecer as concepções dos alunos para que o material de

instrução seja aplicado e para que um modelo didático seja desenvolvido”. Então,

num primeiro momento do teste piloto, os 24 participantes formaram o Grupo da

Avaliação Diagnóstica e responderam ao questionário (com 10 questões) sobre o

aparelho óptico humano para que pudesse ser analisado o conhecimento prévio dos

mesmos. Para esta primeira etapa, os participantes tiveram um tempo de 30 minutos

para responder às questões.

Num segundo momento, cerca de 15 minutos após responderem o

questionário da avaliação diagnóstica, os 24 participantes foram divididos em 3

grupos: grupo GT, grupo GT2D e grupo GT3D. E para cada um desses grupos foi

disponibilizado um material didático diferente sobre o aparelho óptico humano. Não

houve intervenção do professor nesse teste piloto.

– GT – Com 7 participantes, recebeu o material impresso contendo um

texto sobre o aparelho óptico humano. Estudaram este texto durante um período

máximo de 40 minutos e responderam ao mesmo questionário da avaliação

diagnóstica;

– GT2D – Com 10 participantes, recebeu o material impresso com um

texto e duas imagens em 2D sobre o aparelho óptico humano. Estudaram este

material durante um período máximo de 40 minutos e responderam ao mesmo

questionário da avaliação diagnóstica;

– GT3D – Com 7 participantes, recebeu o aplicativo multimídia contendo

texto e 3 imagens em 3D sobre o aparelho óptico humano, acessado por meio de

dois computadores disponibilizados para o teste. Estudaram este material durante

um período máximo de 40 minutos e responderam ao mesmo questionário da

avaliação diagnóstica.

Com este teste buscou-se verificar se haveria, ou não, uma melhora no

conhecimento dos participantes sobre o aparelho óptico humano em cada situação

antes descrita, envolvendo os três grupos criados após a avaliação diagnóstica.

Como última etapa do teste piloto V1 foi realizada após a entrega dos

questionários uma reunião de análise e discussão para discutir a metodologia

aplicada, os métodos e os instrumentos de coleta de dados, bem como uma

discussão sobre os materiais instrucionais utilizados. Essa reunião forneceu

informações importantes para alterações na metodologia, nos instrumentos de coleta

de dados e nos materiais de instrução. Esta etapa do teste piloto mais o questionário

1 e a observação direta, proporcionaram a reelaboração do questionário 1 e a

construção do questionário 2, a reconstrução do aplicativo multimídia e a troca dos

livros didáticos de referência para o material impresso que seria utilizado na etapa

seguinte da pesquisa de campo.

3.1.5 Reconstrução do aplicativo – Versão 2 (V2)

O aplicativo multimídia sofreu mudanças após o teste piloto com o

objetivo de torná-lo mais acessível e mais informativo. Introduziu-se uma tela de

entrada com o nome do trabalho e informações sobre a instituição e o grupo

envolvidos e uma tela com informações sobre como “navegar” no aplicativo. Duas

novas telas com informações sobre o olho humano foram acrescentadas, uma sobre

a órbita ocular, contendo uma imagem e um texto, e uma sobre a percepção visual,

contendo texto e animação. A parte sobre o corte coronal, sagital e a visão externa

passaram a contar com textos informativos junto às imagens e não mais em uma

tela à parte como anteriormente.

Buscou-se então melhorar e aumentar as informações, tanto do aparelho

óptico humano, quanto do próprio aplicativo, além de melhorar a relação entre os

conteúdos (texto e imagem) e a navegabilidade.

Os outros dois materiais impressos foram modificados, passando a ter

apenas um livro como referência, o Construindo Consciência – Ciências – sétima

série, da editora Scipione, do qual foram utilizados um texto resumo e três imagens

do aparelho óptico humano.

3.1.6 Pesquisa de campo – Teste piloto V2

Para o segundo teste piloto, envolvendo alunos da sétima série do ensino

fundamental, foi utilizado o material instrucional impresso modificado, o aplicativo

multimídia na versão 2 (V2) e o questionário V2. Ainda como pesquisa comparativa,

foi então utilizado o questionário V2 (APÊNDICE E), que conta com 7 questões

fechadas, uma que pedia que os alunos desenhassem o olho conforme eles o

conheciam, com o mesmo objetivo do questionário V1, e uma questão contendo a

pergunta: Com que o olho se parece?. Buscou-se com esta pergunta verificar se os

alunos fariam uma analogia entre o olho e um outro objeto qualquer que eles

conhecem. Partimos, para essa questão, dos estudos sobre a utilização de

analogias no ensino de ciências na qual a analogia apresenta-se como uma

comparação entre dois domínios diferentes, um conhecido e outro desconhecido.

(DUIT, 1991)

Foi utilizado também um novo instrumento de coleta de dados, a

observação participante.

3.1.6.1 Observação participante

De acordo com Minayo (2007, p. 70), pode-se definir como observação

participante o “processo pelo qual um pesquisador se coloca como observador de

uma situação social com o objetivo de realizar uma investigação científica”. Neste

caso, o pesquisador fica em relação direta com seus interlocutores no espaço social

da pesquisa participando, dentro de suas possibilidades, de sua vida social e de seu

cenário cultural. No entanto, essa imersão do pesquisador tem como finalidade a

coleta de dados e a compreensão do contexto da pesquisa. Para Dencker & Da Via

(2001, p. 147), neste caso o pesquisador assume dois papéis ao mesmo tempo: “o

de estranho ao grupo, como observador; e o de participante, como membro aceito

por esse mesmo grupo”.

O segundo teste piloto foi então realizado na Escola Estadual Lourdes

Bernadete. A pesquisa com os alunos teve seu início no dia 2/12/2008, com término

em 05/12/2008. A escolha dessa escola, ocorreu porque a mesma:

• Atendia à modalidade ensino fundamental;

• Possuía três turmas de sétima série;

• A professora que colaborou com essa pesquisa integrava seu corpo

docente.

• Possui laboratório de informática e tinha em sua grade curricular a

disciplina de informática.

Optamos por efetuar a pesquisa com os alunos em uma turma de sétima

série de Ensino Fundamental regular dessa escola pelos seguintes critérios.

– ter o número de turmas necessárias à pesquisa;

– o fenômeno científico abordado nessa pesquisa é encontrado em livros

de ciências da sétima série do ensino fundamental ;

– horário das aulas mais acessível;

– professora de Biologia experiente e disponível para a pesquisa.

Além disso, conhecíamos a educadora em questão, o que poderia auxiliar

na manutenção de um clima tranqüilo, natural e propício para a coleta de dados.

Assim como no Teste Piloto V1, o estudo comparativo foi realizado em 3

turmas, mas nesse caso com perfis semelhantes, portanto mais homogênea, mas

contou com o mesmo procedimento: aplicação de um teste diagnóstico para todos

os envolvidos, uma turma trabalharia com o material impresso contendo texto,

(APÊNDICE F) outra turma trabalharia com o material impresso contendo texto e

imagens 2D (APÊNDICE G) do aparelho óptico humano e outra turma trabalharia

com o aplicativo multimídia contendo a imagem 3D do olho humano.

Na avaliação diagnóstica, realizada no dia 2 de dezembro de 2008, numa

segunda feira, antes da aplicação dos questionários, houve a apresentação do

pesquisador e a explicação do porquê daquele teste. Foi colocado para os alunos

que era um teste para verificar o que eles conheciam sobre o olho humano e que

não valia pontos. Eles deveriam responder o que sabiam e não deveriam se

preocupar com o resultado. Foi colocado também que estávamos desenvolvendo um

material didático no CEFET-MG e que a proposta do teste era a de avaliar o nosso

material didático e não a capacidade deles em responder o questionário. Por isso

haveria mais um momento em que eles teriam uma aula com esse material e que

poderia ser em forma de texto, texto mais imagem 2D impressa ou o aplicativo

multimídia do olho humano, seguido do mesmo questionário utilizado na avaliação

diagnóstica que eles deveriam responder novamente.

Foi disponibilizado o primeiro horário de aula para a aplicação do

questionário, ou seja, de 7 horas às 7h50. O questionário da avaliação diagnóstica

foi aplicado nas três salas simultaneamente sendo que uma professora de Ciências

ficou na sala 701, outra professora de Ciências na sala 702 e a professora de

Português na sala 703. O pesquisador distribuiu os questionários nas três salas e

reforçou para os alunos que eles deveriam responder somente o que sabiam e que

não deveriam copiar dos colegas para não comprometer a pesquisa. Uma pergunta

foi feita para os alunos sobre se eles já haviam estudado alguma coisa sobre o olho

humano e a resposta foi a mesma em todas as salas envolvidas: eles não haviam

estudado o olho humano ainda, portanto, tínhamos alunos da sétima série do ensino

fundamental que tinham pouco ou nenhum conhecimento sobre o aparelho óptico

humano.

Para as etapas seguintes dessa pesquisa piloto foram disponibilizados os

dois primeiros horários das aulas, compreendidos entre 7 horas e 8h40. Então no

primeiro horário seria dada a aula e no segundo horário os alunos responderiam ao

questionário. Esse tempo não era totalmente rígido, nos três dias de pesquisa

seguintes as aulas avançaram um pouco o primeiro horário.

No dia 3 de dezembro de 2008, terça feira, realizou-se o teste com o

aplicativo multimídia com a turma 701. A aula foi dada na biblioteca da Escola, pois

necessitava de um local onde pudesse ser feita uma projeção. A escola não

dispunha de um espaço reservado para aulas multimídia. O laboratório de

informática era pequeno demais, com oito computadores dispostos lado a lado num

espaço muito reduzido. Foi preciso improvisar uma tela com um mapa colocado do

lado contrário, na parte em que era totalmente branco. Juntaram-se todas as

cadeiras da biblioteca para que os alunos se sentassem, mas mesmo assim, alguns

tiveram que dividir cadeira ou sentar-se nas mesas.

A professora ministrou a aula utilizando o aplicativo multimídia e

referenciando-se nele para demonstrar os elementos constitutivos do olho, suas

funções e estruturas. Os alunos não utilizaram material para fazer anotações,

simplesmente observaram a aula e o modelo do olho 3D.

No dia 4/12/2008 foi feita a pesquisa com a turma 702 em que cada aluno

recebeu o material impresso, em duas páginas, contendo as imagens 2D e texto.

A professora iniciou a aula explicando que os nomes estranhos,

referentes ao olho, que estavam no material, são utilizados pela Ciência para

diferenciá-los do coloquial e para que, em todo mundo, os cientistas conheçam os

mesmos nomes e fique mais fácil todos entenderem. Logo depois ela pediu que eles

lessem o texto e as imagens relacionando os dois. A professora optou por deixá-los

riscar o texto e após a leitura retomou a aula explicando e mostrando no material

impresso a estrutura do olho, os seus elementos constitutivos e suas funções.

Utilizou o quadro para escrever os nomes desses elementos e a seqüência em que

eles estão dispostos esquematicamente nas imagens do livro didático.

No dia 5 de dezembro de 2008 aconteceu a última etapa da pesquisa que

foi feita da turma 703 com o material impresso contendo texto.

Cada aluno recebeu uma cópia do material impresso e foi permitido que

eles o riscassem. A professora iniciou a aula explicando como enxergamos e quais

os elementos do olho permitem isso. Depois pediu que os alunos lessem o material.

Levaram em torno de 10 minutos para lê-lo e após isso a professora continuou a

aula explicando sobre cada elemento do olho, escrevendo no quadro os nomes

deles e utilizando um papel almaço dobrado pra exemplificar a estrutura externa e

interna do olho.

O resultado do questionário e as anotações do pesquisador na

observação participante possibilitaram o levantamento de questões que foram

abordadas posteriormente no grupo focal e também para mais mudanças no

aplicativo multimídia.

3.1.7 Reconstrução do aplicativo – Versão 3 (V3)

O aplicativo multimídia foi reconstruído novamente. Isso se deu em função

dos resultados obtidos no questionário V2, na observação participante e numa

apresentação no grupo de estudos GEMATEC no dia 16 de março de 2009.

Verificou-se, no questionário, na questão 7, que trata da comparação

entre o olho e outro objeto qualquer, que os alunos formularam várias comparações

e isso possibilitou introduzir, no aplicativo, uma comparação entre as imagens que

representam as visões externa, o corte coronal e o corte sagital do olho com uma

imagem desses mesmos cortes numa laranja. Pensou-se que dessa forma ficaria

mais fácil para o aluno compreender o corte sagital e o coronal do olho comparando-

os com a laranja. O objetivo disso foi o de fazer com que esse material instrucional

fosse mais facilmente processável pelo aluno e que possibilite uma construção de

conhecimento motivadora e econômica para os esforços cognitivos. (AGUAIO;

LAMA, 1994).

Na apresentação do aplicativo para o grupo GEMATEC surgiu uma

sugestão, considerada bastante pertinente, que foi a inserção de uma locução no

mesmo. Isso foi levado em consideração já que segundo Martins e Gouveia (2003) o

texto imagético e/ou oral supera o texto escrito como meio de comunicação. O

aplicativo já continha o texto escrito e o imagético, então, inseriu-se também uma

locução, a partir de um roteiro (APÊNDICE H) desenvolvido com base nos textos dos

livros utilizados como referência para o aplicativo e a partir da Metodologia de

Ensino com Analogias – MECA (NAGEM et. al., 2001) em que se utiliza a

comparação ente um veículo – a imagem tridimensional, com o alvo – que é o olho

humano.

Em algumas partes do aplicativo o áudio funcionou como complemento

das informações textuais e imagéticas e em outras propunha exercícios como tocar

a órbita ocular com os dedos, olhar no espelho e verificar as semelhanças entre o

modelo do olho do aplicativo com o olho de quem o estiver manuseando, fazer

comparações e verificar diferenças entre os cortes do olho e o da laranja. Na parte

relacionada à percepção visual foi introduzida uma imagem de uma câmera

fotográfica junto com uma animação demonstrando como se forma a imagem dentro

dela. Além disso, foi introduzido mais uma locução complementando as informações

sobre a percepção visual e exercício de comparação entre a formação da imagem

no olho e na máquina fotográfica.

Duas inovações foram inseridas neste aplicativo, a primeira se deu no

início da locução em uma primeira frase que deixa claro que o olho que está sendo

visto na tela do computador não é um olho de verdade e sim uma imagem analógica.

A segunda inovação foi a inserção de analogias que propõem a comparação entre o

olho humano real e o olho virtual 3D do aplicativo multimídia na qual é solicitado ao

aluno que ele aponte as semelhanças e diferenças. Outras comparações das

semelhanças e diferenças também foram inseridas como as comparações entre o

olho e a laranja e a órbita ocular e a órbita da terra.

3.1.8 Grupo focal

Após essas mudanças o passo seguinte foi a realização de um grupo

focal, com a mesma turma do teste piloto V2, com o objetivo de responder a

algumas questões que não foram respondidas por meio do questionário e das

anotações da observação participante aplicados na pesquisa de campo realizada em

dezembro de 2008. Além disso, com o grupo focal buscaram-se algumas respostas

que pudessem contribuir para entender o porquê da média de acertos do

questionário ter sido baixa após a aula sobre o olho humano, com uma média de

38%, de um total de 100%.

O grupo focal consiste em um grupo de discussão informal e de tamanho

reduzido, com o propósito de obter informações de caráter qualitativo em

profundidade. “O objetivo principal de um grupo focal é revelar as percepções dos

participantes sobre os tópicos em discussão.” (GOMES; BARBOSA, 1999, p. 1) O

grupo pode ter de 8 a 12 participantes, com características em comum, e é

coordenado por um moderador.

O moderador em questão foi o próprio pesquisador e o grupo focal contou

com uma observadora, que fez algumas anotações importantes e uma gravação em

vídeo, que posteriormente foi transcrita para análise de dados qualitativos.

Foram escolhidos vinte alunos, sendo que seis eram da sala 701, sete da

sala 702 e sete da sala 703. Pensou-se nessa quantidade já esperando que alguns

poderiam não comparecer por causa de fatores como transferência de escola, já que

essa parte da pesquisa se deu em 2009, não autorização da participação dos alunos

na pesquisa pelos pais, algum problema da saúde ou qualquer outro que

impossibilitasse a participação de um ou mais alunos. Compareceram 16. Estes

alunos foram escolhidos de acordo com a resposta que deram na questão sete do

questionário. Foram consideradas as respostas mais variadas sobre com que o olho

se parece.

Para o grupo focal foram apresentadas cinco questões a seguir:

– O que vocês acharam da aula sobre o olho com cada material (Texto,

imagem 2D e imagem 3D)? Gostaram? Não gostaram? Por quê?

– O que vocês se lembram das imagens do olho no material impresso e

no computador? Gostaram? Não? Por quê?

– O que vocês acharam do texto? Gostaram? Não? Por quê?

– O que vocês acharam do questionário? Gostaram? Não? Por quê?

– Vocês se lembram o que vocês responderam na questão sete, com que

o olho se parece? Sim? Não? Se sim, por que responderam?

O grupo focal foi realizado no laboratório de ciências da escola, que conta

com 3 bancadas, várias tomadas (importante para a próxima etapa) e algumas

cadeiras. Durou em torno uma hora, teve a participação da maioria dos alunos.

3.1.9 Manipulação do aplicativo pelos alunos

Logo após o grupo focal foram disponibilizados três notebooks para que

os alunos pudessem manipular o aplicativo do olho humano 3D em sua terceira

versão. Eles foram colocados na mesma bancada com uma distância aproximada de

um metro. Os alunos se sentaram em grupos de três pessoas, junto aos notebooks,

e se revezaram com os outros alunos. Foram disponibilizados dois espelhos para o

caso de se interessarem pelos exercícios propostos no aplicativo. Logo após a

manipulação do aplicativo os alunos responderam a três questões como se segue:

– Cite três vantagens do Olho Humano Virtual e Interativo 3D.

– Cite três desvantagens do Olho Humano Virtual e Interativo 3D.

– O que você mudaria no Olho Humano Virtual e Interativo 3D.

Como complemento, esta etapa da pesquisa contou com o auxilio de uma

professora que fez anotações sobre o comportamento dos alunos quando da

manipulação do aplicativo multimídia. (APÊNDICE J)

4 ANÁLISE E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

4.1 Pesquisa exploratória em livros didáticos da sétima série

Foi realizada, então, uma pesquisa exploratória em livros didáticos de

ciências. Para a nossa pesquisa buscamos as imagens do aparelho óptico humano.

A escolha dos livros se deu por meio da lista de livros didáticos do PNLD

(Plano Nacional do Livro Didático) 2008 disponibilizada pelo Governo Federal,

através do MEC no sítio: https://www.fnde.gov.br/pls/simad – fnde/!simad –

fnde.consulta – acoes – pc. O levantamento foi iniciado a partir do dia 10 de junho

de 2008 e foram encontrados 10 livros de ciências indicados pelo PNLD.

(APÊNDICE I )

A partir desse levantamento foram feitos contatos com as editoras com o

objetivo de conseguir um exemplar da sétima séria para a pesquisa exploratória. Dos

10 livros indicados pelo PNLD 2008 tivemos acesso a apenas 4 deles. Apesar do

contato feito com todas as editoras somente estas quatro nos forneceram

gratuitamente o exemplar. Algumas justificaram que não tinham a política de

fornecer exemplares gratuitamente, outras que não tinham mais livros disponíveis

para doação e outras simplesmente não nos responderam. Como o objetivo principal

desse estudo não era, somente, analisar as imagens dos livros didáticos, decidiu-se,

então, trabalhar somente com os quatro livros em questão.

Nesses livros foram verificadas a quantidade de representações do olho

humano e a forma como estas aparecem nos livros didáticos. Abaixo a relação.

1 – No livro Ciências e Interação – 7ª série, da Editora Positivo, foram

encontradas três imagens representando o olho humano. (FIG. 6)

2 – No livro Ciência e vida – Movimento, Funções de Relação,

Sexualidade – 7ª série, da Editora Dimensão, foram encontradas três imagens

representando o olho humano. (FIG. 7)

3 – No livro Construindo Consciências – Ciências – 7ª série da editora

Scipione foram encontradas três imagens representando o olho humano. (FIG. 8)

4 – No livro da 7ª série da coleção Ciências BJ da Editora do Brasil, não

foram encontradas imagens representando o olho humano.

Representação pictórica do olho humano encontrada no livro Ciências e

Interação – 7ª série, da Editora Positivo.

FIGURA 6 – Representações pictóricas do olho humano

Fonte: COSTA, 1996.

Representação pictórica do olho humano encontrada no livro Ciência e

vida – Movimento, Funções de Relação, Sexualidade – 7ª série, da Editora

Dimensão.

FIGURA 7 – Representações pictóricas do olho humano

Fonte: ANDRADE, 1996.

No livro Construindo Consciências – Ciências – 7ª série, da editora

Scipione, foram encontradas três imagens representando o olho humano. (FIG. 8)

FIGURA 8 – Representações pictóricas do olho humano

Fonte: DE CARO et al., 1996.

As imagens encontradas nestes livros foram analisadas quanto a forma, a

quanto s relação entre as partes constituintes dessas imagens, quanto às cores e

quanto às imagens-modelos analógicos do aparelho óptico humano.

Estas imagens são representadas graficamente em duas dimensões (2D).

Na Física considera-se que todos os objetos do mundo externo são tridimensionais,

e nesse caso a terceira dimensão das imagens representadas nos livros didáticos

seria a espessura da tinta sobre o papel, porém, nossa análise recai sobre a

representação visual, ou seja, a imagem visual com sua dupla realidade

ou não

(AUMONT, 2000) que é percebida pela nossa percepção visual. Essas imagens

apresentam, em sua estrutura, a separação por cores e contornos dos elementos

constituintes do aparelho óptico humano. Dessa forma, é possível observar suas

formas, de acordo com a Gestalt do Objeto (GOMES FILHO, 2004), pelas relações

de tamanho entre seus elementos gráficos e suas delimitações que se dão por meio

dos contornos, que separam visualmente um elemento do outro. Além disso, há

informações sobre o aparelho óptico humano na forma de texto explicando e

descrevendo as partes constituintes do olho, ou seja, para cada imagem há uma

seqüência de textos relativos a elas que compõem o modelo e auxiliam na

compreensão do mesmo.

Em termos de representação analógica, as imagens aparecem em um

recorte sagital, impressas de forma chapada, com cores pouco saturadas e

contornos em tinta preta, com pouca variação de espessura ao longo do desenho.

As cores utilizadas são indicadas, no livro, como sendo cores fantasia, ou seja, não

representam as cores reais do olho humano.

De acordo com Nuñes & Lima (2005) podemos considerar os modelos

como uma representação da realidade que permite, no campo científico, descobrir e

estudar novas relações e características do objeto de estudo, sendo representações

provisórias e limitadas, em virtude da complexidade dos fenômenos que buscam

representar. Apesar de os modelos serem representações limitadas, as imagens dos

livros apresentam-se com problemas de representação analógica. Começando pelo

fato de serem representadas em 2D e com apenas um recorte, o sagital. As cores

das imagens que representam o olho foram escolhidas deliberadamente. O fato mais

Para Aumont (2000) as imagens pictóricas, em seus suportes, são planas. Mas algumas, como

costuma acontecer na fotografia, podem representar uma imagem com profundidade de campo, ou

seja, tridimensional.

marcante nessas imagens é a representação da pupila, que se apresenta na cor

preta (FIG. 6, 7 e8), sendo que esta não tem cor, ela é transparente. Isso pode ter se

dado pelo fato de que, ao olharmos o olho de outra pessoa, ou o nosso próprio olho

em frente ao espelho, vemos a abertura central do olho preta, mas a sua cor não é

preta, o preto é a cor que vemos do fundo do olho, já que dentro dele não é possível

vermos luz.

Há uma variação de cores nas representações da parte interna do olho.

Nas três imagens retiradas dos três livros em análise, essa parte do olho se

apresenta em duas imagens com duas cores diferentes. Inclusive, em um dos casos

a parte interna e a parte externa do olho apresentam-se com a mesma cor. Isso

poderia causar confusões de como a cor do olho realmente é por dentro e por fora.

Percebe-se então que não houve uma preocupação, nas imagens

analisadas, em aproximar o modelo bidimensional do olho humano ao olho como ele

realmente é. Pode ser que estes modelos partiram de outra simulação (MACHADO,

1996), ou seja, partiram de outro modelo já construído (uma fotografia ou um

desenho) e não do olho real.

4.2 Construção do aplicativo (Versão 1)

Com as análises feitas nos livros didáticos observou-se que para cada

imagem havia um texto complementar, então, num segundo momento, decidiu-se

que o estudo comparativo deveria ser feito entre um texto sobre o aparelho óptico

humano, texto e modelo analógico em 2D e texto e modelo analógico virtual e

interativo em 3D.

A próxima etapa constituiu-se da busca em ambiente virtual, que se deu

na internet, por representações do olho humano que se aproximassem das

representações dos livros didáticos, mas que fossem tridimensionais e interativas

construídas ou modeladas, (MACHADO, 1996) por algum software de CG. Foram

encontradas três imagens do olho humano em 3D no site da Merck Sharp e Dohme

do Brasil, no endereço http://www.msd-Brazil.com/ assets/ patients/ biblioteca/ emed

– tools/Nervous. Essas imagens apresentam uma visão externa, um corte coronal e

um corte sagital do olho humano, que podiam ser manipuladas pelo usuário por

meio do computador.

Essas imagens foram, então, recuperadas e salvas em um computador

pessoal e editadas no Flash 8. Dessa forma, além da possibilidade de interação

entre usuário e imagem interativa, na qual se pode girar o modelo do olho em 360º,

abri-lo e vê-lo com os recortes coronal e sagital, há também textos sobre os

elementos constituintes do olho, suas estruturas e funções. Esses textos são

resultantes de um resumo feito a partir dos livros didáticos citados anteriormente na

pesquisa exploratória. Dessa forma, os alunos que viriam a fazer parte da pesquisa,

teriam um material instrucional contendo um modelo analógico do olho humano, que

se apresenta virtual, tridimensional e interativo, além de contar com informações

textuais sobre o aparelho óptico humano. Esse aplicativo multimídia foi reformulado

duas vezes posteriormente, sendo que este foi considerado como sendo a sua

primeira versão, o aplicativo multimídia V1 (Versão 1).

A seguir, FIG. 9, as imagens do modelo analógico do olho humano no

aplicativo multimídia em sua primeira versão, V1.

FIGURA 9 – Aplicativo multimídia contendo o modelo do olho humano virtual

interativo 3D na versão 1 (V1)

Fonte: Aplicativo multimídia (V1) desenvolvido para este estudo.

4.3 Pesquisa de campo – Teste piloto V1 (GEMATEC)

O teste piloto (V1) foi aplicado para 16 alunos do Curso de Engenharia de

Computação, 6 professores do grupo GEMATEC e 02 alunas do ensino médio,

portanto de formação diversificada. A diversidade do público participante justifica-se

pelo objetivo inicial de realizar um teste piloto com o aplicativo e com as questões

diagnósticas.

4.3.1 Questionário V1

A coluna 1 da TAB. 1 indica o número das questões do questionário

diagnóstico. A coluna 2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às

questões do questionário diagnóstico antes do teste piloto V1(APÊNDICE B). As

colunas 3, 4 e 5 indicam a % de acertos e % de erros nas respostas ao questionário

diagnóstico aplicado após o teste piloto V1. Os 24 participantes foram distribuídos,

aleatoriamente, em 3 grupos assim denominados GT grupo de texto (GT); grupo de

texto e imagem 2D (GT2D) e grupo de texto e imagem 3D (GT3D).

TABELA 1

Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes e após a

aplicação do teste piloto V1 realizado com 24 participantes de formação diversificada em

08/2008

PORCENTAGEM

DE ACERTOS (A)E

ERROS (E) ANTES

DO TESTE V1

(TOTAL DE

PARTICIPANTES)

PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS APÓS O

TESTE V1 (TOTAL DE PARTICIPANTES POR

GRUPOS)

Número das

questões do

questionário

Diagnóstico

(24)

GT (7)* GT2D (10)** GT3D (7)***

A E A E A E A E

–

02 58% 42% 83% 17% 70% 30% 86% 14%

03 54% 46% 100% 0 90% 10% 100% 0

04 21% 79% 67% 23% 70% 30% 71% 29%

05 67% 23% 83% 17% 90% 10% 100% 0

06 23% 67% 67% 23% 70% 30% 86% 14%

07 54% 46% 83% 17% 100% 0 71% 29%

08 23% 67% 50% 50% 70% 30% 86% 14%

09 54% 46% 100% 0 90% 10% 100% 0

10 21% 79% 83% 17% 80% 20% 100% 0

Média (%)

42% 80% 81% 89%

Legenda: * GT = Grupo de 6 participantes que recebeu apenas texto;

** GT2D = Grupo de 10 participantes que recebeu texto e imagem 2D;

*** GT3D = Grupo de 7 participantes que recebeu texto e imagem 3D.

Fonte: Arquivo pessoal.

Para análise das respostas às questões do questionário entre os grupos

participantes do teste piloto V1 foi utilizado o índice de dificuldade (ID) descrito por

Baquero (1968). O índice refere-se à porcentagem dos indivíduos da amostra que

responde corretamente a um item, sendo que quanto maior o número de

participantes que acertam a questão menor é a dificuldade para este grupo. Portanto

um alto ID (próximo de 100%) significa que o item é muito fácil e um baixo ID

(próximo de 0%) significa que o item é muito difícil.

As questões 4, 6, 8 e 10 (TAB. 1) indicam, para o grupo diagnóstico, um

alto índice de dificuldade (ID próximo a 20%) enquanto as demais questões estão

próximas de 50%.

Em todos os grupos (GT, GT2D e GT3D) ocorreu um aumento na

porcentagem de acertos e uma diminuição do ID para todas as questões em relação

ao teste diagnóstico em V1.

O grupo GT2D mostrou uma alteração no ID muito pequena se

A questão 1 foi anulada por ter sido mal formulada e não apresentar resposta correta.

comparada com o grupo GT. Em algumas questões tal índice ficou até menor.

O grupo GT3D mostrou uma alteração no ID maior se comparada com o

GT, exceto na questão 7 que refere-se à formação da imagem na retina. Essa

informação existia na primeira versão do aplicativo multimídia apenas na forma de

texto. Talvez a falta de imagens simulando a formação da imagem na retina tenha

contribuído para o aumento no ID de GT3D em relação ao GT2D e ao GT. Foi daí

então que decidimos acrescentar ao aplicativo multimídia a informação visual da

formação da imagem na retina, juntamente com um novo texto, utilizando uma

animação dos feixes de luz sendo refletidos por um objeto e penetrando o olho até

chegar à retina (FIG 8).

A análise da TAB. 1 nos permite fazer as seguintes inferências: não houve

um progresso destacado nos acertos das questões 2, 3, 4, 5, 9 e 10 em relação ao

uso do texto, do texto e imagem 2D e texto e imagem 3D. Tal fato pode ser

explicado pela natureza das questões cujas respostas seriam de fácil acesso pelo

texto escrito. É interessante notar que as questões 4 e 10 foram as que tiveram

menor porcentagem de acertos no teste diagnóstico entretanto, a questão 10 teve

100% de acerto no grupo GT3D.

A questão 8 apresentou um progresso mais significativo, quase linear, em

relação ao teste diagnostico até o GT3D, partindo de 23% no diagnostico, 50% no

GT, 70% no GT2D e 86% no GT3D.

Analisando os três grupos que participaram do teste piloto pode-se

observar que ouve um acréscimo no conhecimento dos participantes a respeito do

aparelho óptico humano. Na Avaliação Diagnóstica a porcentagem de acertos foi de

42%. No teste com o Grupo GT, que estudou somente o texto, a porcentagem de

acertos subiu para 80%, ou seja, um acréscimo de 38%. No teste com o Grupo

GT2D, que estudou o texto e as imagens em 2D, a porcentagem de acertos subiu

para 81%, acrescendo 39%. No teste com o aplicativo multimídia a porcentagem

subiu para 89% com um acréscimo de 47% em relação à avaliação diagnóstica.

Em relação à avaliação diagnóstica os 3 grupos obtiveram um acréscimo

acima de 35% no conhecimento sobre os olho humano. Como esperado na hipótese

deste trabalho, o modelo analógico virtual interativo, do Grupo GT3D, obteve a maior

porcentagem. Em relação ao Grupo GT a diferença foi de 9% e em relação ao Grupo

GT2D a diferença foi de 8%.

Em relação à imagem pictórica bidimensional, Grupo GT2D, a diferença

de porcentagem em relação ao Grupo GT, texto, não foi significativa, ou seja, 1%.

Isto nos leva a deduzir que as imagens bidimensionais estudadas pelo GT2D não

fizeram tanta diferença para as respostas dos participantes, em relação ao GT que

utilizou somente texto e que a imagem tridimensional interativa possivelmente foi

responsável pela maior diferença de porcentagem tanto em relação à avaliação

diagnóstica quanto aos Grupos GT e GT2D.

Os dados obtidos, por meio das três análises feitas no teste piloto,

alimentaram nossas expectativas em relação à imagem em 3D, virtual e interativa

que apresentamos por meio de um aplicativo multimídia. Que este é possível de ser

aplicada como modelo didático, análogo ao modelo científico e também ao real,

como material instrucional para que o aluno possa ter uma compreensão mais

efetiva de uma área da Ciência.

Nas justificativas de todas as questões observou-se que houve uma

variação nas respostas. Muitos não responderam a essa questão. Na TAB. 2, a

primeira linha indica os grupos participantes do teste piloto V1 e a segunda linha

indica a porcentagem de respostas justificadas em cada um desses grupos.

TABELA 2

Porcentagem de participantes que justificaram as respostas na avaliação diagnóstica e

porcentagem após o teste piloto V1, com os três grupos (GT, GT2D e GT3D)

GRUPOS

DIAGNÓSTICO

(24

PARTICIPANTES)

GRUPO GT

PARTICIPANTES)

GRUPO GT2D

(10

PARTICIPANTES)*

GRUPO GT3D

PARTICIPANTES)

Porcentagem de

respostas

justificadas

40% 42% 59% 10%

Fonte: Arquivo pessoal.

Sobre essas justificativas, observou-se que:

Em 73% delas o participante não fez referência sobre onde ele obteve

aquele conhecimento, restando então 27% de justificativas que indicaram a fonte

para tal conhecimento.

Sobre os 27% observou-se que as fontes do seu conhecimento foram:

• No teste diagnóstico

– Referência direta à física (livros de física, aulas de física, princípios da

física)

– Referências temas relacionados à física (óptica; espelhos; lentes

convexas, biconvexas e côncavas; focalização; projeção de luz)

– Referências a temas relacionados à Biologia (Células fotoreceptoras,

rede nervosa/neural)

– Referência a imagens de livros didáticos (desenhos esquemáticos dos

livros)

– Exames e cirurgias médicas (Cirurgia e exame de retina )

– Chute

• Grupo GT

– Referência direta à física (estudos de física)

– Referências a temas relacionados à física (lentes biconvexas;

focalização; projeção de luz)

• Grupo GT2D

– Referências indiretas à física (focalização; reflexão de luz)

– Referência ao texto (vi no texto, pelo texto, no texto)

– Referência à imagem no material impresso (vi no desenho)

• Grupo GT3D

– Referências indiretas à física (focalização; reflexão de luz)

No teste diagnóstico observou-se a presença da disciplina de Física nas

justificativas dos participantes em 10 referências (diretas e indiretas); duas

referências indiretas à biologia; uma referências à exame de retina e uma a cirurgia

de retina e uma a imagens dos livros didáticos.

No GT diminuiu a referência à Física e surgiram algumas referências ao

texto. Para todos os grupos as justificativas eram opcionais e os participantes do

teste piloto V1 reclamaram delas.

No GT2D diminuiu ainda mais a referência à física, surgiram algumas

referências ao texto e apenas uma referência à imagem do material impresso.

No grupo GT3D poucas referências à física e nenhuma sobre as imagens

do aplicativo.

A partir desses dados verificou-se que poucos participantes se referiram a

algum tipo de imagem que represente o olho humano. A maior parte das

justificativas se referiu a um tipo de representação tipo-linguagem (ARRUDA, 2003)

ao se referirem aos conceitos de física, biologia, exames médicos e citar o texto

impresso. A maior parte dos participantes demonstrou que seu conhecimento prévio

do assunto olho humano partia de textos escritos e não dos textos imagéticos

prevalecendo então o que Eysenck & Keane (1994) chamam de sistema verbal. Ou

seja, um sistema de codificação e simbolização que lida com informações

lingüísticas.

Como última questão do questionário, havia um espaço para que o

participante fizesse um desenho do olho tanto no questionário diagnóstico quanto no

questionário aplicado após o teste piloto V1.

Abaixo estão três exemplos nos quais os desenhos, considerados neste

trabalho como sendo a representação ou modelo mental dos participantes, foram

alterados após a aplicação do teste.

Os desenhos a seguir (FIG. 10, 11 e 12) da esquerda foram feitos no

questionário da avaliação diagnóstica e os desenhos da direta foram feitos após a

aplicação do teste piloto V1.

FIGURA 10 – Representação do olho humano, segundo participante do GT, no teste

piloto V1

Fonte: Questionário V1 aplicado no teste piloto V1 com membros do grupo GEMATEC e

alunos do curso de Engenharia da Computação do CEFET-MG.

Na FIG. 10 têm-se os desenhos de um dos participantes do grupo GT em

que é possível ver que ele já detinha um conhecimento prévio da retina e do

cristalino apesar de não estarem muito bem localizados no desenho do olho. No

segundo desenho, após o teste, há o acréscimo de mais quatro elementos do olho

como o nervo óptico, o vítreo (entende-se humor vítreo) a pupila e a íris. Nota-se que

há uma confusão na indicação de alguns elementos, a pupila e a íris estão no

mesmo lugar e não uma no interior da outra e o cristalino é indicado como

parecendo ser a íris.

Possivelmente, como não havia imagens para a representação do olho,

essas informações se confundiram. O participante não detinha conhecimento prévio

suficiente, apoiado em algum outro modelo do olho humano, por exemplo, para

desenhar a disposição dos elementos do olho de forma mais clara e precisa e

somente o texto não foi suficiente para que ele pudesse construir um modelo mais

fiel ao modelo consensual.

FIGURA 11 – Representação do olho humano, segundo participante do GT2D, no

teste piloto V1

Fonte: Questionário V1 aplicado no teste piloto V1 com membros do grupo GEMATEC e

alunos do curso de Engenharia da Computação do CEFET-MG.

A FIG. 11 apresenta um primeiro desenho sem nenhuma informação

textual, mas com um formato do olho como se estivesse fora da órbita ocular,

demonstrando que o participante detém um conhecimento prévio do formato

arredondado do olho. Além disso, ele representou algumas linhas saindo ao lado do

olho que nos leva a crer que seja o nervo óptico, apesar de não ser indicado no

desenho. No segundo desenho, o participante (grupo GT2D) representou o olho no

formato de um corte sagital, assim como aparece nos livros didáticos analisados.

Aparecem umas linhas como que representando as veias no interior do olho, assim

também como no desenho em 2D. Do desenho do questionário diagnóstico, após o

teste, aparecem informações textuais de quatro elementos do olho humano e suas

localizações. O nervo óptico, a pupila e a íris estão localizados mais claramente,

mas o cristalino aparece, assim como o participante do GT (FIG. 10), no lugar da íris

demonstrando novamente que houve uma confusão sobre a localização do cristalino

e da íris. Nesse caso, havia uma imagem representando e indicando esses dois

elementos. Possivelmente, ou o participante não prestou atenção nisso ou as duas

imagens utilizadas no material impresso não proporcionaram um reconhecimento e

uma rememoração da representação e localização da íris e do cristalino. Mas esses

desenhos demonstram que houve uma mudança na representação do olho humano

no que tange a forma, os nomes e a localização de alguns elementos do aparelho

óptico humano.

FIGURA 12 – Representação do olho humano, segundo

participante do GT3D, no teste piloto V1

Fonte: Questionário V1 aplicado no teste piloto V1 com membros do

grupo GEMATEC e alunos do curso de Engenharia da Computação do

CEFET-MG.

Na FIG. 12 o desenho do questionário diagnóstico percebe-se que o

conhecimento prévio do participante sobre a forma do olho humano é a visão

externa do olho que vemos no rosto das pessoas. No desenho do questionário

aplicado após o teste essa representação muda bastante, além de ser representado

na forma arredondada como este órgão realmente é, o participante o representou

com um corte sagital como aparece no aplicativo multimídia com seus elementos

dispostos da mesma forma que vemos no olho 3D. A concepção da forma do olho

aparece então alterada no segundo desenho indicando que houve uma mudança na

sua representação, ou seja, na representação tipo-imagem. Porém, não indica se

houve alteração na representação tipo-linguagem porque neste caso não

apareceram as informações textuais como nos dois desenhos anteriores. Não foi

considerada a qualidade artística dos desenhos nesta pesquisa, mas as informações

contidas neles.

As FIG. 11, 12 e 13 mostram que as informações textuais do material

impresso proporcionaram nesses participantes, um modelo em que as

representações tipo-linguagem aparecem em maior quantidade e que as imagens do

aplicativo multimídia proporcionaram basicamente um modelo de representação tipo-

imagem. A disposição das informações textuais junto às imagens do material em 2D

(GT2D) parece possibilitar modelos cujas representações (tipo-linguagem e tipo-

imagem) estão mais equilibradas. Pensando nisso, uma das alterações no modelo,

indicada mais adiante, será aproximar mais o texto das imagens em 3D.

4.3.2 Observação direta

Para que um modelo seja bem construído e realmente possa funcionar

como material didático é necessário que ele tenha a aprovação dos alunos. Ele deve

ser construído juntamente com eles e, além disso, é preciso verificar as habilidades

que eles possuem para lidar com entidades concretas e abstratas. (POZO;

CRESPO, 1998)

Pensando nisso, houve outro instrumento de coleta de dados no teste

piloto: a observação direta para que fosse avaliada a relação entre os participantes e

o material utilizado no teste piloto. O objetivo era verificar o comportamento e as

reações deles diante das imagens e textos. Para complementar o teste piloto, houve

uma reunião de análise e discussão no final. A observação direta e a reunião de

análise e discussão geraram os seguintes resultados:

• Grupo GT (texto impresso) – Somente o texto poderia causar algum

tipo de confusão em relação à localização e à relação espacial entre os elementos

que constituem do olho humano, justamente por não demonstrar graficamente a

localização dos mesmos. Isso foi possível de observar em alguns comentários do GT

que demonstraram certa confusão entre alguns elementos constituintes do olho

humano. Só o texto apresenta então uma dificuldade de lidar com uma entidade

concreta (olho humano) e ligá-la a uma entidade abstrata (modelo mental do olho

humano).

• Grupo GT2D (texto e as imagens em 2D impressas) – As imagens

ajudaram bastante nas respostas. Somente o texto talvez não lhes tenha dado

informações suficientes para responderem às questões. Interessante verificar que,

mesmo assim, nas questões fechadas do questionário, o total das respostas certas,

tanto na média de acertos para cada questão quanto na porcentagem a diferença

entre o GT e GT2D foram pequenas.

• Grupo GT3D (aplicativo multimídia do olho humano 3D) - Os

participantes disseram ter sido uma experiência interessante e que a possibilidade

de movimentar a imagem e de observá-la por dentro foi o que mais lhes chamou a

atenção, principalmente porque eles ainda não conheciam este tipo de material.

Porém, houve reclamação quanto à navegabilidade, sobretudo em relação ao texto,

que estava deslocado das imagens.

A utilização das imagens como modelos de representação foram bem

recebidas pelos participantes e ambos os grupos GT2D e GT3D confirmaram que as

imagens ajudaram na resposta e chamaram a atenção.

Um comentário importante que surgiu no grupo GT3D foi o de que os

participantes nunca tinham visto um tipo de material como o que foi utilizado, ou

seja, imagens em 3D virtuais e interativas na sala de aula. Pensando-se na

importância da leitura das imagens na sociedade do século XXI e sua utilização em

sala de aula (CITELLI, 2002) e (MARTINS; GOUVEIA, 2003); verifica-se que há a

necessidade de se trabalhar melhor a imagem utilizada como recurso didático.

Pensando-se no ensino de Ciências, considera-se então que as imagens, em 3D e

interativas possam ser mais bem lidas pelo estudante, aluno, aprendente, e possa

ser mais bem reconhecidas e rememoradas (GOMBRICH, 1996) e possam ser

utilizadas para diminuir os esforços cognitivos dos estudantes e também dos

professores.

Uma questão mais geral sobre o texto foi o de que este se mostrou longo

e cansativo com sua introdução e seus 10 tópicos. Por ter sido retirado de dois livros

diferentes algumas questões incomodaram os participantes.

• O texto ficou confuso com as informações das duas fontes diferentes,

sendo que em alguns parágrafos este parecia não encerrar o assunto;

• Uma questão muito importante colocada por duas professoras de

Ciências foi que o conteúdo sobre o olho humano dos materiais utilizados era muito

extenso. Segundo elas não haveria condições, no ano letivo, de ensinar todo aquele

conteúdo e por isso deveriam ser reduzidas a quantidade de informações.

• Outro ponto importante colocado por elas é o de que o tema “aparelho

óptico humano” se encontra, normalmente, nos capítulos finais sobre o corpo

humano nos livros de ciências da sétima série e, portanto, é bastante comum os

professores de Ciências não conseguirem chegar a esse tema até o final do

semestre.

• Havia no texto informações como lente biconvexa e refração, que não

foram devidamente explicadas. Essas informações são complexas e necessitam de

um conhecimento prévio do assunto relacionado a lentes, em Física. A presença de

palavras como localização anterior e posterior também incomodou os participantes,

principalmente os que trabalharam somente o texto, por não serem palavras muito

comuns no vocabulário corrente e isso poderia ser problema para alunos do ensino

fundamental.

• Finalmente, o texto não era conclusivo, ou seja, não houve um

parágrafo que o concluísse. O último tópico acabava simplesmente.

Em relação ao questionário algumas considerações também foram

colocadas:

• O questionário foi extenso e cansativo por conter 10 questões;

• As questões pareciam ter sido formuladas de acordo com a ordem

seqüencial com que foi montado do texto, ou seja, para cada tópico do texto havia

uma questão.

• A questão aberta que tratava da justificativa não foi muito bem recebida

pelos participantes, que demonstraram pouca vontade em respondê-las.

A quantidade de questões do questionário com justificativas talvez

tenham sido a causa das três últimas questões terem sido as menos justificadas.

Com a aplicação deste teste piloto foi possível avaliar a metodologia e o

aplicativo multimídia com o olho tridimensional virtual, propondo as seguintes ações:

• Diminuição da quantidade de questões do questionário;

• Redução do texto, na tentativa de torná-lo mais claro e objetivo e com

uma linguagem mais acessível para os alunos do ensino fundamental;

• Utilização de textos de apenas um livro de Ciências;

• Mudança no aplicativo multimídia no que diz respeito ao seu conteúdo,

tanto textual quanto imagético.

• Haverá uma interação maior entre o texto e a imagem e os links serão

mais bem trabalhados;

• Haverá um acompanhamento dos participantes por meio de

identificação no questionário para verificar o aprendizado.

Esses resultados reforçam a necessidade da participação dos alunos e,

no caso deste teste piloto, dos participantes, na construção do modelo.

Concordando com Nuñes & Lima (2005) que colocam que o modelo deve ser

construído em conjunto com os estudantes pelo fato de que os modelos didáticos

são gerados a partir dos modelos consensuais (da Ciência) e estes articulam um

número grande de hipóteses com um nível de abstração muito alto em relação ao

fenômeno científico. Por isso, os modelos devem estar dentro da capacidade

operatória e dos conhecimentos prévios dos alunos.

4.4 Reconstrução do aplicativo – Versão 2 (V2)

Pelos resultados obtidos no teste piloto V1, na reunião de discussões e

avaliações do teste piloto V1, algumas alterações foram inseridas no aplicativo

multimídia, tais como:

• Mais telas com imagens;

• Mais imagens nas telas;

• Rememoração nas imagens;

• Junção de textos e imagens;

• Inserção de novos links (botões);

• Botões maiores e mais visíveis;

• Tela de informações sobre o aplicativo;

As novas imagens inseridas no aplicativo também foram retiradas no site

da Merk-Sharp e Dohme do Brasil. Na parte da percepção visual foi feita uma

animação simulando os raios solares sendo refletidos por um objeto, penetrando o

olho e sendo projetado na retina. Foram inseridas mais imagens com o objetivo de

ilustrarem temas e conceitos que no aplicativo anterior, que se apresentavam sob a

forma de texto. O objetivo é o de que os alunos pudessem conhecer mais o olho

humano, visto que o texto imagético é mais bem aprendido do que o texto escrito

(MARTINS; GOUVÊIA, 2003). Além disso, buscou-se uma melhor rememoração das

imagens com a repetição das mesmas em mais partes do aplicativo. Além disso, a

disposição do texto junto às imagens poderia melhorar o entendimento das mesmas.

Melhorou-se a navegabilidade ao se construir botões mais claros

visivelmente e inserindo também uma tela com informações de como utilizar o

aplicativo de forma mais fácil.

Este aplicativo, que no primeiro teste piloto foi manuseado pelo

participante, seria na próxima etapa teste piloto V2, manuseado pelo professor como

ferramenta de apoio para a aula.

Abaixo as imagens do modelo analógico do olho humano no aplicativo

multimídia em sua segunda versão:

FIGURA 13 – Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 2 (V2) do

aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo 3D em 2008.

(Original 2009)

Fonte: Aplicativo multimídia (V2) desenvolvido para este estudo.

4.5 Pesquisa de campo – Teste piloto V2

A pesquisa piloto V2 que compreendeu quatro dias foi realizada na Escola

Estadual Lourdes Bernadete com três turmas da sétima série num total de 87

alunos. Foi dada uma aula para cada turma utilizando três materiais didáticos

diferentes: texto impresso (GT), texto e imagens 2D (GT2D) e o aplicativo multimídia

contendo imagens virtuais, interativas e em 3D (GT3D). Após a aula os alunos

responderam ao questionário V2 (Teste piloto V2).

4.5.1 Questionário V2

O questionário V2 foi aplicado no dia 2 de dezembro de 2008 como

avaliação diagnóstica com as três turmas envolvidas (turmas 701, 702 e 703). O

objetivo era o de verificar conhecimento prévio dos alunos. As respostas ao

questionário da avaliação diagnóstica (questionário diagnóstico) foram analisadas

separadamente, por turma, para a comparação entre as respostas do mesmo

questionário aplicado após o teste piloto V2.

No dia 03 de dezembro realizou-se a pesquisa com a turma 701, que

contou com uma aula expositiva na qual foi utilizado o aplicativo multimídia com o

olho virtual 3D e logo depois foi aplicado o questionário 2. A aula durou todo o

primeiro horário e mais 15 minutos do segundo. Os alunos responderam o

questionário mais ou menos na metade do segundo horário, levando em média 10

minutos para respondê-lo.

A TAB. 3 demonstra o resultado do questionário V2 aplicado na turma

701. A coluna 1 indica o número das questões do questionário diagnóstico. A coluna

2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às questões do questionário

diagnóstico antes do teste piloto V2. A coluna 3 indica a % de acertos e % de erros

nas respostas ao questionário diagnóstico aplicado após o teste piloto V2. A turma

701 também foi denominada de GT3D grupo de texto e imagem 3D.

TABELA 3

Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes e após a

aplicação do teste piloto V2 realizado com 28 alunos da turma 701 (GT3D)

PORCENTAGEM DE ACERTOS

(A) E ERROS (E) ANTES DO

TESTE V2 (TOTAL DE

PARTICIPANTES)

PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS

APÓS O TESTE V2 (TOTAL DE

PARTICIPANTES)

Número das

questões do

questionário

V2 (28)

Diagnostico – GT3D*

(28)

Turma 701

Após o teste piloto V2 – GT3D* (28)

Turma 701

A E

01 46,4% 53,6% 50,0% 50,0%

02 35,7% 64,3% 32,1% 67,9%

03 3,6% 96,4% 42,9% 57,1%

04 57,1% 42,9% 42,9% 57,1%

05 17,9% 82,1% 17,9% 82,1%

06 71,4% 28,6% 71,4% 28,6%

07 32,1% 67,9% 14,3% 85,7%

Média (%) 37,8% 62,2% 38,8% 61,2%

Legenda: *GT3D = Grupo de 28 alunos que teve aula com texto e imagem 3D;

Fonte: Arquivo pessoal.

Assim como no teste piloto V1 foi utilizado o índice de dificuldade (ID)

para o teste piloto V2, descrito por Baquero (1968) que se refere à porcentagem dos

indivíduos da amostra que corresponde corretamente a um item, sendo que, quanto

maior o número de participantes que acertam a questão menor é a dificuldade para

este grupo. Portanto um alto ID (próximo de 100%) significa que o item é muito fácil

e um baixo ID (próximo de 0%) significa que o item é muito difícil.

Ao isolar as questões do questionário respondido pela turma 701 (GT3D)

observou-se que nas questões 1, 2, 5 e 6 não alterou-se o ID, sendo que os

resultados da questão 5, que se refere à formação da imagem na retina, demonstrou

um conhecimento prévio menor dos alunos sobre este assunto em contraste com a

questão 6, que trata do nervo óptico, que demonstrou ou um conhecimento prévio

dos alunos superior, com um índice de dificuldade baixo na questão, ou seja mais

próximo de 100%. Ou o conhecimento prévio deles era baixo na questão 5 e alto na

questão 6 ou que a natureza dessas questão permitiu que eles respondessem mais

corretamente (questão 6) ou menos corretamente (questão 5).

Esses dois elementos constituintes do olho humano estão diretamente

ligados fisicamente e suas funções são complementares. Era de se esperar que os

alunos fizessem uma ligação entre os dois que permitissem uma melhora no

aprendizado e um ID mais próximo de 100%, mesmo porque as questões sobre

esses dois foram dispostas no questionário uma após a outra.

A questão 3 foi a única que demonstrou uma melhora significativa,

analisando o seu índice de dificuldade. De 3,6%, muito próximo de 0, a 42,9%, mais

próximo de 50%. Esse aumento no ID da questão 3 (sobre a parte do olho que

contém mais vasos sanguíneos) talvez possa ser esclarecida pelo fato de o olho 3D

no aplicativo multimídia apresentar a esclerótica com seus vasos sanguíneos bem

representados. Além disso, este olho 3D, pelo fato de poder ser girado em 360º, faz

com o aluno possa vê-lo, em sua parte externa, por vários pontos de vista ou em

várias perspectivas.

A média de acertos no questionário da avaliação diagnóstica dos alunos

da sala 701 (GT3D) foi de 37,8% e após a aula subiu para 38,8%. Uma elevação

pouco significativa.

No dia 4 de dezembro foi realizada a pesquisa com a turma 702, que

contou também com uma aula expositiva sobre o aparelho óptico humano na qual foi

utilizado o material impresso com texto e imagens 2D. Logo após a aula foi aplicado

o questionário 2. A aula durou todo o primeiro horário. Os alunos responderam o

questionário no início do segundo horário e levaram em média 8 minutos para

respondê-lo.

A TAB. 4 demonstra o resultado do questionário V2 aplicado na turma

702. A coluna 1 indica o número das questões do questionário diagnóstico. A coluna

2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às questões do questionário

diagnóstico antes do teste piloto V2. A coluna 3 indica a % de acertos e % de erros

nas respostas ao questionário diagnóstico aplicado após o teste piloto V2. A turma

702 também foi denominada de GT2D grupo de texto e imagem 2D.

TABELA 4

Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes e após a

aplicação do teste piloto V2 realizado com 25 alunos da turma 702 (GT2D)

PORCENTAGEM DE ACERTOS

(A) E ERROS (E) ANTES DO

TESTE V2 (TOTAL DE

PARTICIPANTES)

PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS

APÓS O TESTE V2 (TOTAL DE

PARTICIPANTES)

Número das

questões do

questionário

V2 (25)

Diagnóstico – GT2D*

(25)

Turma 702

Após o teste piloto V2 – GT2D* (25)

Turma 702

01 48,0% 52,0 % 44,0 % 56,0 %

02 60,0% 40,0 % 32,0 % 68,0 %

03 12,0% 88,0 % 4,0 % 96,0 %

04 20,0 % 80,0 % 48,0 % 52,0 %

05 16,0 % 84,0 % 3,8 % 96,2 %

06 52,0 % 48,0 % 52,0 % 48,0 %

07 16,0 % 84,0 % 12,0 % 88,0 %

Média (%) 32,0 % 68,0 % 28,0 % 72,0 %

Legenda: * GT2D = Grupo de 25 alunos que teve aula com texto e imagem 2D;

Fonte: Arquivo pessoal.

Isolando as respostas das questões do questionário V2 na turma 702

(GT2D) verificou-se que em algumas delas o ID não foi alterado, como nas questões

1 e 6 que manteve em torno dos 50%. Na questão 7 houve uma queda de 16% para

12%, mantendo-se num ID muito difícil. Nesse caso a questão 7, que refere-se à

coróide (Que parte do olho absorve a luz e não deixa que ela seja refletida dentro

dele?) apresentou um ID muito difícil no questionário diagnóstico, demonstrando que

o conhecimento prévio dessa turma sobre a coróide é pequeno ou a natureza da

questão dificultou a resposta. Mas o ID dessa questão caiu um pouco após o teste

piloto V2. A coróide se encontra entre a esclerótica e a retina e talvez este elemento

do olho humano não tenha sido representado de forma que permitisse um

reconhecimento ou uma rememoração nas imagens 2D do material utilizado. Um

dos alunos fez um comentário, que se encontra registrado na observação

participante, informando que nas imagens do material impresso a coróide é

representada na cor branca, mas o texto informa que ela é mais escura. Tal

contradição pode ser considerada como uma das causas para que o ID dessa

questão tenha sido difícil.

Nas questões 2, 3 e 5 a média das questões caiu, sendo que na questão

2 a alteração foi maior. Ela caiu de um 60% para 32%, aumentando o índice de

dificuldade. Uma possibilidade seria a de que a questão 2, sobre a íris (por onde a

luz penetra) e a questão 4 sobre a lente (que parte do olho permite que a luz chegue

è retina) tenha causado uma confusão nas respostas por se tratar da penetração da

luz no olho.

A questão 4 demonstrou uma alteração positiva no ID, mesmo

permanecendo abaixo dos 50% (apesar de próximo). Essa questão trata da pupila e

da penetração da luz no olho através dela. Essa foi uma das características mais

lembradas pelos alunos no grupo focal feito posteriormente. Esse foi o elemento do

olho que pareceu ter sido mais bem entendido pelos alunos da turma 702 (GT2D).

A média de acertos no questionário da avaliação diagnóstica dos alunos

da sala 702 foi de 32%. Esse valor caiu 4% no resultado do questionário aplicado

após a aula, resultando em 28%, mesmo caindo, essa alteração não é muito

significativa.

No dia 5 de dezembro foi realizada a última etapa da pesquisa com a

turma 703, que contou também com uma aula expositiva sobre o aparelho óptico

humano na qual foi utilizado o material impresso contendo somente texto. Logo após

a aula foi aplicado o questionário V2. A aula durou todo o primeiro horário. Os alunos

responderam o questionário no início do segundo horário, levando em média 8

minutos para respondê-lo.

A TAB. 5 demonstra o resultado do questionário V2 aplicado na turma

703. A coluna 1 indica o número das questões do questionário diagnóstico. A coluna

2 indica a % de acertos e % de erros nas respostas às questões do questionário

diagnóstico antes do teste piloto V2, com 31 alunos.

A coluna 3 indica a % de

acertos e % de erros nas respostas ao questionário diagnóstico aplicado após o

teste piloto V2. A turma 701 também foi denominada de GT grupo de texto.

Três alunos da turma 703 faltaram no dia 5/12/2008.

TABELA 5

Porcentagem de erros e acertos às questões do questionário diagnóstico antes (com 31

alunos) e após (com 28 alunos) a aplicação do teste piloto V2 realizado com a turma 703 (GT)

PORCENTAGEM DE ACERTOS

(A) E ERROS (E) ANTES DO

TESTE V2 (TOTAL DE

PARTICIPANTES)

PORCENTAGEM DE ACERTOS E ERROS

APÓS O TESTE V2 (TOTAL DE

PARTICIPANTES)

Número das

questões do

questionário

V2 (28)

Diagnóstico – GT* (31)

Turma 703

Após o teste piloto V2 – GT*

(28)

Turma 703

A E

01 77,4% 22,6% 78,6% 21,4%

02 16,1% 83,9% 14,3% 85,7%

03 6,5% 93,5% 3,7% 96,3%

04 90,3% 9,7% 89,3% 10,7%

05 35,5% 64,5% 35,5% 64,5%

06 74,2% 25,8% 72,0% 28,0%

07 19,4% 80,6% 21,4% 78,6%

Média (%) 45,6% 54,4% 45,0% 55,0%

Legenda: * GT = Grupo de alunos que recebeu apenas texto.

Fonte: Arquivo pessoal.

Tomando os acertos nas respostas das questões do questionário V2 pela

turma 703 (GT), verificou-se que não houve em nenhuma delas uma alteração

significativa no ID comparando-se os resultados do questionário diagnóstico e o

questionário aplicado após o teste piloto V2. Na questão 3 o ID foi muito difícil no

questionário diagnóstico e no questionário respondido após a aula. Isso aponta que

o conhecimento prévio sobre a esclerótica (Qual é a parte do olho que contém a

maior quantidade de vasos sanguíneos?) é muito pequeno, e manteve-se assim

após a aula. Nas questões 1, 4, e 6 observa-se um ID alto no questionário

diagnóstico, ou seja, as questões foram fáceis, provavelmente porque os alunos já

teriam algum conhecimento prévio desses assuntos referentes aos temas

localização do olho humano (questão 1), que parte do olho permite que a luz chegue

à retina (questão 4) e localização e função do nervo óptico (questão 6) ou a natureza

dessas questões permitiu a eles que respondessem mais corretamente.

A média de acertos no questionário da avaliação diagnóstica dos alunos

da sala 703 foi de 45,6% mantendo-se, praticamente nesse valor no resultado do

questionário aplicado após a aula, 45%.

Retomando a Baquero (1968) que coloca o índice de dificuldade (ID) das

respostas como sendo muito difícil quando mais próximo de 0% e mais fácil quando

próximo a 100%, verificou-se que média do resultado dos acertos nas questões do

questionário V2 após o teste piloto 2 demonstrou que não houve alteração no índice

de dificuldade após a aplicação do teste piloto V2, mantendo-se praticamente o

mesmo nas turmas 701 e 703, e chegando a cair um pouco na turma 702.

Nas respostas às questões do questionário V2 as turmas 701 (GT3D) e

702 (GT2D) apresentaram uma alteração maior no ID das questões, seja

positivamente ou negativamente. Pode-se considerar, então, que as imagens

possam ter proporcionado essa variação, por vezes aclarando e por vezes

confundindo as questões.

A média de acertos praticamente não variou em cada uma das turmas

antes a após o teste piloto V2. Portanto, não houve um aprendizado como o

esperado e nenhum dos materiais didáticos utilizados (texto, texto e imagem 2D e

texto e imagem 3D) se sobressaiu, comparando-se um com outro quando analisados

os resultados dos questionários.

Deduz-se então que os maus resultados nos acertos às questões do

questionário V2 se deram pelos fatores colocados a seguir:

• O desinteresse das turmas;

• A presença do pesquisador em sala de aula;

• A professora de ciências não ser professora deles;

• O período de provas, em que o teste piloto V2 foi realizado;

A oitava questão, aberta, buscou verificar se os alunos fariam

comparações entre o olho humano e outro objeto qualquer. Buscou-se com isso

conhecer as referências conceptuais dos alunos na sua estrutura cognitiva e verificar

se estas mudariam após a aula.

Questão 8 – Com que o olho se parece?

Observou-se que a maioria das analogias feitas pelos alunos foi em

relação à estrutura em detrimento da função. (NAGEM, 1997)

A seguir, o QUADRO 1 sobre as comparações feitas pelos alunos na

questão 8 no questionário 2 e a quantidade de vezes em que elas se repetiram.

QUADRO 1

Quantidade de vezes que as comparações feitas pelos alunos na questão 8 do questionário V2

apareceram

TURMA 701 702 703 TOTAL

Bolinha (ou bola) de gude 12 11 13 36

Bola, bolinha 4 1 3 8

Bolinha de água muito sensível 1 1

Globo 1 1

Pokebola, do desenho Pokemon 2 2

Esfera 1 1

Bolinha de isopor 1 1

Planeta Terra 1 1

Bola de ping pong 1 1

Célula 1 1

Jabuticaba 2 2 4

Com luz do sol 1 1

Guaraná 2 2

zeitona 2 2

Prancha de surf 1 1 2

Bolinha de vidro 1 1

Gota de água 1 1

Globo 1 1

Losango 1 1

Bola de basquete 1 1

Cacho de uva 1 1

Olhos da minha mãe 1 1

Canal da Band 1 1

Canal Globo 1 1

Lagarta 1 1

Fonte: Arquivo pessoal.

As analogias mais freqüentes encontradas nas respostas dos alunos se

referiam a estruturas esféricas, assim como olho. Portanto, entende-se que um olho

tridimensional virtual do aplicativo multimídia poderia ser bem apreendido pelos

alunos já que a maioria deles parece já ter uma concepção esférica do olho. Isso se

apresenta de suma importância para a aprendizagem do tema científico “olho

humano”. Partindo de Ausubel (2003) “tem-se nessas respostas os constructos dos

alunos cujas novas idéias poderão ser ancoradas”.

As representações mentais dos alunos sobre o olho humano se dão na

forma de imagens visuais e são analógicas porque estão sendo comparadas com o

olho, corroborando com Eysenck & Keane (1994). A forma esférica do olho apontada

nas respostas dos alunos vai de encontro à forma do olho tridimensional virtual

encontrado no material didático que se desenvolveu a partir desse trabalho. Além

disso, ao se referirem à forma se referem também à sua percepção abordada pela

Gestalt do Objeto.

Das comparações feitas, a grande maioria foi entre o olho e a bola

(bolinha) de gude, citada 36 vezes. A bolinha de gude tem um formato esférico como

o olho, algumas delas são totalmente transparentes, algumas são translúcidas como

um gel, o que nos leva a pensar numa comparação entre essa característica da bola

de gude com os líquidos que preenchem o olho como o humor vítreo e o humor

aquoso. Acredita-se que isso se deu pelo fato de os alunos, da escola pesquisada,

serem moradores da periferia da cidade de Betim, região metropolitana de Belo

Horizonte. A bolinha de gude é um brinquedo que necessita de chão de terra pra

jogar, coisa mais comum em cidades pequenas e periferia das cidades maiores.

Acredita-se que se esta pesquisa fosse feita em uma escola da região central de

Belo Horizonte as comparações feitas pelos alunos seriam diferentes.

Bola (bolinha) foram citadas 8 vezes podendo-se considerar como sendo

uma comparação que apóia apenas no formato semelhante, sem alguma

característica mais intrínseca. Assim como outras comparações feitas entre o olho e

a bolinha de vidro, azeitona, prancha de surf, losango, globo, entre outros. Acredita-

se que teriam sido feitas sem uma reflexão maior dos alunos por estarem

preocupados com as provas e por isso, responderam o questionário rapidamente.

Além de demonstrarem desinteresse nessa pesquisa. Essa análise será retomada

mais adiante na análise do grupo focal, quando os alunos discutirão sobre o tema da

aula e sobre o questionário.

Algumas comparações como guaraná, canal da Rede Globo, canal da

Rede Band, cacho de uva, bolinha de água muito sensível foram justificadas pelos

alunos no grupo focal e serão retomadas mais adiante.

Assim como no teste piloto V1 a última questão do questionário era um

espaço para que o aluno fizesse um desenho do olho tanto no questionário

diagnóstico quanto no questionário aplicado após o teste piloto V2.

Abaixo estão três exemplos de situações em que os desenhos,

considerados neste trabalho como sendo a representação ou modelo mental dos

alunos, foram alterados após a aplicação do teste.

Os desenhos da esquerda foram feitos no questionário da avaliação

diagnóstica e os desenhos da direita foram feitos após a aplicação do teste piloto

V2.

FIGURA 14 – Representação do olho humano, segundo aluno do GT, no teste piloto V2

Fonte: Questionário V2, aplicado no teste piloto V2, com alunos da sétima série do ensino

fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete.

A FIG. 14 demonstra que não houve variação na representação do olho

humano feita por esse aluno (e isso se repetiu na grande maioria dos desenhos do

grupo GT). A forma do olho tal qual vemos no rosto das pessoas permaneceu nos

dois questionários. Não aparecerem informações textuais nos desenhos dos alunos

do grupo GT referentes aos elementos constituintes do olho, as informações textuais

que apareceram se referiam à questão 8 (anterior a que pedia que os alunos

desenhassem) sobre com que o olho se parece.

Supõe-se, então que o material utilizado pelo GT (texto) mais a aula não

foram suficientes para a mudança na representação gráfica (tipo-imagem) e na

representação tipo-linguagem. O fato de estarem em período de provas e de não se

interessarem pela pesquisa talvez tivesse contribuído para isso.

FIGURA 15 – Represenuação do olho humano, segundo aluno do GT2D, no teste piloto

Fonte: Questionário V2, aplicado no teste piloto V2, com alunos da sétima série do ensino

fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete.

Na FIG. 15 percebe-se uma alteração na representação gráfica do olho. O

desenho feito após o teste piloto V2 se parece com a forma arredondada do olho e

apresenta o que podemos julgar, no centro do desenho, como sendo a íris e a

pupila. Algumas linhas saem do círculo intermediário em direção ao círculo mais

externo, que poderíamos considerar como sendo uma representação das veias da

esclerótica. Por fim duas linhas paralelas estão ligadas à lateral do olho e nesse

caso poderiam ser consideras como sendo a representação ou do nervo óptico ou

dos nervos que movem o olho, já que as imagens em 2D do material utilizado pelo

GT2D demonstram esses dois elementos. Além disso, uma das imagens desse

material foi representada em perspectiva, com a visão externa, o que pode ter

ajudado na mudança da representação gráfica do olho nesse caso.

Observa-se, então que houve uma mudança gráfica no que tange a

representação tipo-imagem, e não houve a presença da representação tipo-

linguagem também. Assim como no GT o GT2D não apresentou informações

textuais referentes aos elementos constituintes do olho humano e sim referentes aos

objetos análogos a ele.

FIGURA 16 – Representação do olho humano, segundo aluno do GT3D, no teste piloto

Fonte: Questionário V2, aplicado no teste piloto V2, com alunos da sétima série do ensino

fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete.

Na FIG. 16 há uma alteração na representação gráfica do olho humano

feita pelo aluno do GT3D. Aparece um desenho do olho, na forma arredondada e em

sua visão externa, as veias da esclerótica e os desenhos da pupila e da íris, assim

como na imagem 3D. Além da mudança na representação tipo-imagem aparece

também informações de texto indicando a íris, a pupila (preto, do buraco negro) e do

cristalino. A mudança no aplicativo multimídia no que se refere à junção de textos à

imagens parece ter surtido efeito, já que nos grupos anteriores não apareceram

informações textuais sobre os elementos do olho, e no GT3D quatro alunos

escreveram os nomes de alguns elementos do olho, apesar de a pupila não ter sido

representada pelo seu nome e sim pelo seu análogo (buraco negro) e o cristalino

estar no lugar errado. O cristalino pode ter sido responsável por algumas confusões

que surgiram quanto à sua localização e função, tanto nas respostas dos

questionários quanto nas representações mentais externas dos participantes dos

dois testes piloto.

Apesar do período de provas do teste piloto V2 e do desinteresse geral

das turmas verificou-se que as imagens 2D e 3D proporcionaram uma alteração nas

representações gráficas dos alunos, diferentemente do texto. Mas ainda há

confusões sobre os elementos do olho nas representações tanto tipo-imagem

quanto tipo-linguagem desses alunos. Por isso, mais alterações serão inseridas no

modelo tridimensional do olho humano.

4.5.2 Observação participante

No primeiro dia da pesquisa, quando foi aplicado o questionário do teste

diagnóstico, após a entrega do questionário aos alunos das três salas foi

questionado aos alunos se eles já tinham tido aulas sobre o tema aparelho óptico

humano. Em todas as três turmas a resposta foi não. Este dado entra em

conformidade com um ponto colocado por duas professoras de ciências que

participaram do teste piloto V1 que considerava que, na maioria das vezes os

professores de ciências não conseguem chegar ao tema aparelho óptico humano ao

final do semestre pelo fato deste tema ser abordado, normalmente, nos capítulos

finais dos livros didáticos. Fato este considerado para termos optado por aplicar esta

parte da pesquisa no final do semestre.

Em função da disponibilidade da professora de ciências, que colaborou

com esta etapa da pesquisa e em função dos horários livres das aulas na Escola

Estadual Lourdes Bernadete, o teste piloto V2 foi realizado na semana de provas

finais.

Ao fim da entrega dos questionários dois alunos da sala 701 disseram

que iriam “chutar” as respostas e mais um grupo de cinco ou seis alunos concordou

com eles. Na sala 702 uma aluna perguntou o que ela faria se não soubesse a

resposta e um aluno disse que não tinha condições de responder por que não tinha

estudado sobre o olho humano ainda. A resposta dada a eles foi que deveriam

responder o que eles sabiam e não se preocupassem com o resultado. Na sala 703

mais sete alunos disseram que “chutariam” as respostas.

Pelo fato do período em que esta parte da pesquisa foi realizada coincidir

com o período de provas finais dos alunos, a maioria deles se mostraram

desinteressados com a pesquisa. Além disso, muitos responderam rápido o

questionário para que pudessem estudar os livros e as anotações que tinham feito

para as provas finais. A nossa pesquisa se deu nos primeiros horários do turno da

manhã, de 7 horas às 8h40. Eram esses os horários livres de aula em função do

período de provas.

A sala 701 foi a mais agitada de todas. Alguns alunos falavam muito e em

voz alta, outros ficavam incomodando os seus colegas. Foi a mais difícil de ser

“controlada”. Permaneceram inquietos enquanto o pesquisador comentava sobre a

pesquisa e a professora teve que intervir em alguns momentos para que eles

prestassem atenção na fala do pesquisador.

A professora de ciências que ministrou as aulas sobre o olho humano foi a

mesma em todas as turmas.

A turma se acalmou um pouco ao ver a imagem do olho 3D projetada,

mas ainda continuavam inquietos, conversavam e em voz alta e a professora teve

que chamar a atenção deles logo no início para que se acalmassem e prestassem

atenção na aula.

A professora iniciou a aula dizendo que o olho não é só aquilo que pode

ser visto no rosto das pessoas, que ele tinha mais coisas na parte de dentro da

órbita ocular. Pediu aos alunos que tocassem com os dedos ao redor do olho e

grande parte dos alunos fez isso, seguido de risos.

Professora: – Toquem com os dedos ao redor dos olhos pra vocês

sentirem a órbita ocular.

Aluno 1:. – Que órbita, órbita da terra?

Seguido de risos esse aluno fez, numa brincadeira, uma comparação

entre a órbita ocular e a da terra. Consideramos essa comparação como sendo uma

analogia que poderia ser explorada. Então resolvemos acrescentar no aplicativo

multimídia uma proposta de exercício comparando a órbita ocular com a órbita da

terra para verificar se os alunos fariam comparações entre elas apontando as

semelhanças e diferenças entre as duas órbitas.

Ao utilizar o aplicativo a professora girou o olho em 360 graus e houve

algumas narrativas de alguns alunos.:

Aluna 2: – Credo.

Aluno 3: – Credo nada, isso faz parte do seu corpo.

A professora apontou para a representação da pupila no olho do

aplicativo e disse:

Professora: – Isso é um orifício, ou seja um ‘buraquinho’ e por ele a

luz entra no olho, alguém sabe o nome desse orifício:

Aluno 3: – Isso é uma pepila,

Aluna 4: – Não é pepila não, é pupila.

Aluno 5: – É o buraco negro, buraco do olho.

Professora – Isso, é um buraco negro por que dentro do olho não

tem luz.

Essa parte colorida em volta da pupila é a íris e é ela que abre e

fecha a pupila quando há muita ou pouca luz. Olhem aí nos olhos do

colega ao lado e veja a cor da íris.

Aluna 6: – Porque que tem gente que tem a íris mais clara quando é

pequena e quando cresce a íris muda de cor, escurece?

Professora: – Ah, isso eu não sei responder.

‘Cês’ lembram no ano passado que a gente tinha uma professora

que tinha os olhos de duas cores?

Aluno 3 – É porque ela era mutante.

Nessa narrativa observa-se a utilização das concepções prévias dos

alunos ao se referirem ao fato de a íris mudar de cor com o passar dos anos em

algumas pessoas e o fato de outras terem íris de cores diferentes. Até mesmo o fato

de um aluno se referir à professora como sendo mutante deve-se a uma concepção

prévia deste aluno. Por meio, talvez, de filmes de ficção científica. Outro fato

interessante foi o da comparação entre a pupila e o buraco negro. Eles entenderam

que a pupila é um orifício, ou seja, um buraco mesmo.

Aluna 7: – Porque que quando a gente chora o olho da gente fica

vermelho?

Professora: – Quando a gente chora, a gente força a glândula

lacrimal e as veias do nosso olho, por isso elas aumentam de

tamanho e o olho fica mais vermelho.

Mais uma referência ao conhecimento prévio da aluna que percebe que o

olho fica avermelhado quando chora.

A professora continuou a utilizar o aplicativo e ao passar para o corte

sagital e coronal do olho ela disse:

Professora: – Isso é um corte sagital, vocês conhecem? Esse corte

permite que a gente veja o olho por dentro.

Aluno 7: – Sangital?

Aluno 4: – Não é sangital sô, é sagital.

Professora: – Isso mesmo, vocês estão vendo essa parte aqui da

frente? Ela se chama córnea e ela protege o olho dos objetos que

estão de fora.

Um grupo de três alunos (1 aluno e duas alunas) conversavam muito e a

professora teve que chamar-lhes a atenção, perguntando para que servia a córnea.

Uma das alunas respondeu que era para proteger o olho.

Professora: – Essa parte mais escura aqui entre a esclerótica e a

retina se chama coróide.

Aluna 8: – Então é como se ela fosse a segunda camada do olho?

Professora: – Sim, é isso mesmo.

A aluna entendeu que existem camadas que compõem o olho. Pode-se

considerar nesse caso que ela esteja num nível de formulação ao propor o

anunciado. Esse nível de formulação pode ser mudado e alcançar um novo nível, ou

seja, um novo patamar de integração no qual ela terá compreendido o que e quais

são as camadas que compõem o olho. (GIORDAN; VECHI, 1996)

Ao mudar para o corte coronal do olho no aplicativo professora disse:

Professora: – Vocês viram o corte sagital que é um corte feito de lado

e esse agora é o corte coronal que é um corte feito de frente para o

olho.

Aluno 9: – É como se agente cortasse uma laranja assim? (Fazendo

um gesto com a mão em forma de crus indicando um corte coronal e

um sagital).

Professora: – É isso mesmo.

Esse aluno fez uma analogia utilizando a laranja para demonstrar o corte

coronal e sagital gerando dentro da sala de aula o que Gilbert & Boulter (1998)

chamam de modelos físicos. Esses modelos físicos fazem parte das narrativas

construídas dentro da sala de aula. Além disso, o aluno utilizou um conhecimento

prévio como veículo (laranja) para explicar o alvo, um conceito que não conhecia,

(corte coronal do olho) dentro da perspectiva do ensino com analogias. (NAGEM et.

al., 2001). Essa informação foi considerada pelo pesquisador e a partir dela foi

introduzida uma analogia no aplicativo multimídia utilizando uma laranja para

comparar o corte coronal e o sagital da mesma com os do olho 3D do aplicativo.

Ao mostrar a retina e o nervo óptico, a professora disse que a imagem

formada na retina é enviada para o cérebro e perguntou para os alunos como isso

acontecia e um deles respondeu:

Aluna 8: – A imagem fica invertida no fundo do olho e o nervo óptico

leva a imagem normal para o cérebro”.

A aula adentrou em aproximadamente 15 minutos o segundo horário e

logo após os questionários foram distribuídos. Os alunos teriam prova de geografia

nos dois últimos horários. Ao entregar o questionário, um deles disse que na prova

de geografia ele iria confundir pupila com país subdesenvolvido. Dois alunos

reclamaram de ter que desenhar o olho novamente.

Sobre o aplicativo, a professora não se mostrou muito confiante na

utilização dele. Por duas vezes ela se perdeu, pedindo ajuda ao pesquisador para

poder avançar de um assunto para outro dentro do aplicativo. Isso gerava pausas e

nesses momentos os alunos dispersavam e iniciavam conversas paralelas, alguns

se levantavam da cadeira e ficavam andando pela biblioteca.

O tempo que a professora de ciências teve para conhecer o aplicativo foi

pouco. Ela teve uma semana para estudá-lo, mas em função do pouco tempo que

dispunha disse ter manuseado apenas uma vez. Os modelos mais comuns utilizados

na sala de aula são os dos livros didáticos, ou seja, os modelos impressos discutidos

no capítulo anterior em Martins & Gouveia (2003). Estes modelos eram o que a

professora de ciências tinha mais afinidade.

No desenvolvimento do modelo tridimensional do olho humano não houve

uma participação direta da professora de ciências. Ela colaborou com os textos e o

questionário. Além disso, não teve muito tempo para aprender a lidar com o modelo.

Nuñes & Ramalho (2005) consideram que para a utilização de modelos é necessário

uma reflexão sobre eles e sobre o processo de sua construção. Nesse caso, no

processo de modelagem deveria ter tido uma maior participação por parte da

professora. Considerando que as ações cognitivas que os alunos realizam no

processamento da informação, para a sua construção, coincidem com as que o

professor tem que efetuar para o desenho do material de instrução como proposto

por Aguayo & Lama (1994). Acredita-se que não foi exatamente o que aconteceu no

caso da utilização do aplicativo pela professora. Ela não estava exatamente

preparada para utilizar o aplicativo e repassar para os alunos o conhecimento

advindo dele.

Na sala 702, a professora iniciou a aula explicando que os nomes

estranhos referentes ao olho, que estavam no material, são utilizados pela Ciência

para diferenciá-los do coloquial e para que, em todo mundo, os cientistas conheçam

os mesmos nomes para que fique mais fácil todos entenderem.

Logo depois ela pediu que eles lessem o texto e as imagens relacionando

os dois.

De início eles se mostraram interessados, ficaram em silêncio para lerem

o material. Já de início surgiram alguns textos.

Aluna 1: – Professora, pode riscar o texto?

Professora: – Sim, pode sim, quem quiser riscar o texto pode, tá?

Os alunos começaram a construir suas narrativas entre eles mesmos. Um

aluno virou-se para o lado e apontou para a região da órbita com o dedo indicador

fazendo um movimento circular,

Aluno 2 :– Isso aqui é a órbita.

Outro aluno, apontando com o dedo indicador para o olho disse para o

colega ao lado:

Aluno 3: – Na frente fica a córnea.

E voltando para a professora ele disse:

Aluno 3: – Professora, a minha irmã fez uma cirurgia de catarata e

ela disse que colocou uma lente aqui na nuca, a senhora já viu?

Professora: – Olha, quando a gente faz cirurgia de catarata a gente

coloca uma lente, quer ver? (apontando para o cristalino no desenho

100

do olho)... aqui, onde fica o cristalino, ou lente. Não é na nuca não,

ela devia tá brincando contigo.

Aluno 3: – Ah, ta, bem que eu achei esquisito.

O aluno partiu de uma concepção errada que tinha sobre a cirurgia de

catarata e o possível implante de uma lente na nuca. Conclui-se então que essa

informação faz parte da aura conceptual desse aluno conforme colocado por

Giordan & Vechi (1996) que são todas as concepções dos alunos sobre determinado

conceito científico. Ao explicar corretamente o fenômeno abordado, a professora

forneceu informações para que este aluno selecionasse da sua aura conceptual um

ou mais conceitos para que ele ancorasse esse novo conhecimento, podendo assim

mudar de patamar de integração.

Observou-se que 15 dos 25 alunos riscaram o texto e aproximadamente

20 dos 25 alunos apontaram com os dedos para as imagens do texto e discutiram

com os colegas sobre elas. Sendo assim surgiram então narrativas nessa situação

de educação (Gilbert & Boulter, 1998) com a presença de modelos físicos, na forma

de gestos, e modelos falados.

A professora continuou a aula utilizando o material impresso:

Professora: – Os objetos que a gente vê no dia a dia não têm luz

própria, como o sol ou a lâmpada, a gente consegue vê-los porque a

luz atinge estes objetos e logo em seguida é refletida por eles em

várias direções e são percebidas pelos nossos olhos.

Aluna 4: – Aqui tá escrito que o objeto absorve e reflete a luz.

(Apontando para o material impresso)

Professora: – É isso aí, ele absorve uma parte e reflete outra.

Ao se referir ao nervo óptico, a professora teve que fazer um desenho

esquemático no quadro explicando onde ele se localiza, porque os alunos não

conseguiram perceber o nervo óptico nas imagens do material impresso.

A professora perguntou se eles imaginavam que o olho tinha esse formato

e toda essa estrutura apresentada nas imagens que o demonstra na parte de fora do

rosto e na parte de dentro. Nove alunos responderam que imaginavam uma

estrutura semelhante a essa, sete responderam que achavam que o olho era só

aquilo que eles vêem no rosto das pessoas e o restante não respondeu.

Sobre a pupila:

Professora: – A pupila é um orifício, gente, um buraquinho por onde a

101

luz penetra no nosso olho. Ela é preta porque através dela vemos a

parte de dentro do olho que é preta porque não há luz refletida dentro

dele.

Aluna 5: – Então a pupila é um buraco?

Professora: – É sim, é um buraco por onde a luz passa para chegar

ao fundo do olho, e ela diminui de tamanho quando há muita luz no

ambiente e aumenta de tamanho quando há pouca luz.

Aluna 6 :– Eu sei, a pupila fica dentro da bola de cor.

Professora: – Isso, esse disco colorido onde fica a pupila chama-se

íris.

Percebeu-se aí a construção de analogias pelos alunos, ao compararem a

pupila a um buraco, e a íris com uma bola de cor.

No texto do material impresso, há a informação de que a coróide é mais

escura que a esclerótica, mas na imagem ela é representada na cor branca, assim

como a esclerótica, e alguns alunos questionaram essa informação. Em um dos

materiais impressos a imagem ficou com cores diferentes dos outros por problemas

de impressão. Um aluno questionou que na imagem que ele estava vendo a pupila

era roxa e não preta. A professora explicou que era um problema de impressão e

que ele não deveria se preocupar.

Os alunos levantaram algumas questões como: porque em algumas

pessoas a íris é mais clara quando criança e escurece quando cresce? Porque quem

fuma maconha tem a pupila dilatada? Porque quando olhamos para o sol não

enxergamos direito depois? Porque quando estamos no claro e entramos no escuro

não conseguimos enxergar direito no início?

A professora demonstrou mais intimidade com as imagens do material

impresso. Apontava para as imagens no material impresso e indicava para os alunos

onde determinado elemento estava localizado. Pelo fato dela já trabalhar com essas

imagens, a aula ficou mais dinâmica. Os alunos da turma 702 se concentraram mais

que os alunos da turma 701. A professora não teve dificuldades em utilizar o material

instrucional impresso. Apesar de não ter participado da modelagem dos modelos

impressos, a professora já tinha adquirido o aprendizado deles.

Na sala 703, a professora iniciou a aula distribuindo o material impresso.

Os alunos estavam agitados e conversando bastante. Foi preciso que a professora

chamasse a atenção deles para começar a aula. Depois de se acalmarem, ela pediu

que lessem o texto e que poderiam riscá-lo e desenhar nele, se quisessem.

Após 10 minutos de leitura ela iniciou a aula explicando para os alunos

102

que os nomes diferentes que eles tinham visto eram nomes científicos e por isso

eram tão estranhos. Isso se dava pelo fato de que eram nomeados por cientistas e

que para que outros cientistas de várias partes do mundo entendessem foram

criados esses nomes.

A professora continuou:

Professora: – Pessoal, toquem com os dedos essa região em torno

do olho pra vocês sentirem a órbita ocular. Toquem pra vocês verem.

Poucos alunos fizeram isso seguido de risos, não se mostraram muito

interessados nessa parte.

A professora escreveu no quadro os nomes dos elementos do olho na

seguinte seqüência: córnea – íris - pupila – cristalino – retina – nervo óptico.

Professora: – Essa primeira parte do olho se chama córnea e ela

serve para proteger o nosso olho para não entrar nenhum objeto de

fora. Vocês podem olhar o olho do colega aí do lado e ver a córnea.

Olhem pra vocês verem.

Aluna 1: – Essa parte do olho, como chama... córnea... tem um tipo

de gel dentro dela.

Professora: – Parece com um gel né? É um líquido que se chama

humor vítreo e ele ta envolvido por uma membrana que é a córnea.

Igual eu acabei de falar que ela protege o olho pra que nenhum

objeto penetre o olho... pela pupila. (olhando para o texto)

Aluna 1: – Nossa, que nome estranho... como é mesmo que chama...

esse gel?

Professora: – Humor vítreo.

Uma analogia foi feita entre o gel e o humor vítreo. Pode-se observar que

a aluna conseguiu entender o que é a córnea e o humor vítreo, apesar de ter tido

dificuldade para gravar o nome deste último. Esse aspecto, que trata dos nomes dos

elementos que constituem o olho será retomado à frente na análise do grupo focal.

Sobre o cristalino a professora prosseguiu.

Professora: – Olha gente, o cristalino é uma lente que se ajusta de

acordo com a distância dos objetos, ele focaliza os objetos. Alguém

sabe o que é focalizar?

Aluna 2: – Eu acho que é localizar o objeto.

Professora: – É mais ou menos isso mesmo, né? A gente olha para o

objeto e localiza ele no meio de outros objetos.

103

Essa aluna conseguiu mudar de patamar de integração fazendo uma

comparação entre focalizar e localizar um objeto. Ela buscou um conceito que já

conhecia e o utilizou para âncora um novo conceito.

Sobre a retina e a forma como a imagem dos objetos que vemos é

formada nela:

Professora: – A imagem que a gente vê é formada na retina, que á a

parte de dentro do olho, no fundo do olho. (a professora utilizou uma

folha de papel A4 em forma de cilindro para representar o olho por

fora e por dentro) E ela é formada invertida, de cabeça pra baixo.

Depois o nervo óptico leva essa imagem para o cérebro e ela volta

ao normal, fica de cabeça pra cima.

Aluna 3: – Ah, professora, eu já vi isso num livro de ciências... essa

imagem invertida na retina.

Essa foi a única referência de algum aluno ou aluna sobre já ter visto algo

sobre o olho humano.

Aluno 4: – Porque o olho da gente fica molhado?

Professora: – O olho da gente fica molhado por causa da lágrima que

serve para lubrificar o olho e não deixar ele secar. Se ele fica seco,

ele pode arder e pode até ter alguma doença... como a conjuntivite,

por exemplo.

A aula com o material impresso em forma de texto foi a melhor aula dada

pela professora. Ela se mostrou mais confiante que as outras duas. Utilizou o quadro

para escrever e desenhar várias vezes. Conseguiu prender mais a atenção dos

alunos e utilizou métodos alternativos de representação ao utilizar uma folha A4 em

forma de cilindro para representar a parte externa e interna do olho.

Uma possibilidade de isso ter acontecido é a de que, além do

conhecimento que a professora já tinha com os modelos impressos somados ao

modelos 3D, tenha lhe proporcionado um melhor aprendizado e uma melhor

capacidade para a criação de um modelo mental do olho humano, já que o modelo

parte de uma representação já existente na estrutura cognitiva do indivíduo assim

como proposto por Eysenck & Keane (1994).

Mas houve nessa aula, o que Gilbert & Boulter (1998) chamam de evento

educacional, pois havia os fatores ideais para uma atividade educacional que são: o

lugar onde acontece a atividade (sala de aula, biblioteca), o foco dessa atividade (os

modelos didáticos do olho humano), sua finalidade educacional (aprendizagem

104

através desses modelos) e as pessoas envolvidas (professora e alunos da sétima

série). Nesses eventos surgiram os textos produzidos pelos alunos e a professora e

dentro desses textos as narrativas.

O texto falado (discurso) da professora apresentando os conceitos do

olho e fazendo perguntas aos alunos. Os alunos, por sua vez respondendo às

perguntas da professora, fazendo colocações, questionamentos.

O texto escrito (escritos, desenhos) feitos pela professora no quadro nas

salas 702 e 703. Os textos escritos pelos alunos por meio das escritas no material

impresso, nas respostas e nos desenhos do questionário. Os modelos físicos

(gestos dos alunos tocando a órbita ocular a apontando com o dedo indicador para o

olho).

Portanto, apesar da baixa média de acertos nas respostas do

questionário, houve um evento educacional nas três turmas, com a participação da

professora, dos alunos e dos textos criados por eles. Mas pôde-se observar que na

sala 701 surgiu um número maior de textos falados e modelos físicos e na sala 702

um número maior de textos escritos e falados, ficando a sala 703 com um número

menor de todos esses textos em relação às duas salas.

Supõe-se então que a utilização dos modelos no material aplicado nas

salas 701 e 702 contribuiu para a geração de um número maior de textos e,

portanto, narrativas entre alunos e professora. Os eventos dentro da sala de aula

nas três turmas foram diferentes em função dos modelos didáticos utilizados e da

atuação da professora frente a eles. Assim, os que utilizaram imagens/modelos

produziram número maior de narrativas, concordando com o que é colocado por

Gilbert & Boulter (1998) que consideram modelos como parte fundamental para a

produção de narrativas em ciências, pelas várias tipologias que podem ser

construídas a seu respeito. Além dos modelos apresentados no material impresso e

no aplicativo multimídia, os alunos têm a possibilidade de construir os seus modelos

mentais e contrastá-los com os já existentes.

As questões levantadas pelos alunos são indícios dos conhecimentos

prévios dos mesmos sobre o olho humano e também do contexto social e cultural

em que vivem.

105

4.6 Reconstrução do aplicativo – Versão 3 (V3)

Tomando como referência os dois aplicativos anteriores partiu-se para

uma terceira reconstrução do modelo, com o objetivo de incluir mais informações

sobre o aparelho óptico humano a partir dos textos levantado no teste piloto V2 e em

algumas colocações feitas no encontro do grupo GEMATEC.

O objetivo era o de fazer com que o modelo fosse melhor processável

pelo aluno, fosse mais fácil de utilizar e promovesse realmente o aprendizado.

Sendo assim, foram inseridos mais elementos ao aplicativo tais como:

• Analogias;

• Locução;

• Mais imagens;

• Mais informações sobre o olho humano;

• Exercícios.

Coincidindo com Nuñes & Lima (2005) o modelo do olho humano virtual

3D buscou uma linguagem que fosse de fácil assimilação para o aluno por meio de

analogias estruturais e funcionais contidas na própria representação do olho humano

e seus cortes e também na inserção de novas imagens, textos, locuções e propostas

de exercícios.

A inserção da laranja no aplicativo em sua visão externa e com os cortes

coronal e sagital buscou uma analogia com a estrutura externa da laranja e com os

cortes sagital e coronal do olho. O uso do veículo (laranja) para representar o alvo

(olho humano) numa relação analógica baseou-se em Nagem et al., 200. Esta

opção pela laranja surgiu de uma questão levantada por alunos que participaram do

teste piloto V2. Portando, uma informação que se apóia em idéias já ancoradas na

estrutura cognitiva dos alunos e que pode permitir uma aprendizagem significativa.

(AUSUBEL, 2003)

Pensando da mesma forma, inseriu-se também a imagem de uma câmera

fotográfica com uma animação dos feixes de luz semelhante a que foi utilizada para

explicar a percepção visual, na qual esses raios, representados por setas, atingem

um objeto que os reflete e envia esses sinais luminosos em direção à câmera que os

106

capta e os projetam invertidos no seu rebatedor (análogo da retina). Essa é uma

analogia que foi encontrada em um dos livros didáticos pesquisados neste estudo.

Essa analogia também foi sugerida na reunião com o grupo GEMATEC no dia 16 de

abril de 2009.

Alem da inserção de mais imagens no aplicativo, foram também inseridos

alguns exercícios e atividades:

- propondo uma comparação entre a órbita ocular e a órbita da Terra;

- comparando os cortes coronal e sagital do olho com os cortes da

laranja;

- comparando o olho humano e a câmera fotográfica;

- convidando o aluno a tocar com os dedos a órbita ocular;

- propondo que o aluno se olhe no espelho e compare o seu olho com o

do aplicativo;

-questionando o porquê de quando saímos de um lugar escuro e vamos

para um lugar claro, nós fechamos os olhos. Isso tudo em forma de locução.

O modelo do olho virtual interativo 3D pretende ser um modelo utilizado

em computador pelo modo, caracterizado por Gilbert & Boulter (1998) como sendo

expressivo, ou de modelagem, por apresentar variáveis a serem trabalhadas e a

possibilidade de criação de modelos mentais nas propostas de exercícios e nas

possíveis analogias a serem criadas por meio deles. Por ter sido construído com

base nas pesquisas feitas com dois públicos diferentes em dois testes piloto,

buscou-se a apropriação das experiências dos alunos e professores que ajudaram

com seus questionamentos e colocações. Mas ele mantém uma característica do

modo exploratório (simulação) também caracterizado por Gilbert & Boulter (1998)

por já ser um modelo definido e programado no software e, portanto não podendo

ser modificado fisicamente pelo aluno.

A seguir, as imagens do modelo virtual do olho humano no aplicativo

multimídia V3:

107

FIGURA 17 – Exemplos de telas modificadas e ou inseridas, na versão 3 (V3) do

aplicativo multimídia de modelo do olho humano virtual interativo 3D em 2009.

(Original 2009)

Fonte: Aplicativo multimídia V3 desenvolvido para este estudo.

4.7 Grupo focal

Após o resultado colhido com o questionário do teste piloto V2, realizou-

se um grupo focal com as mesmas turmas, que neste momento já estavam na 8ª

série do ensino fundamental.

Dos 20 alunos escolhidos das três turmas, dezesseis compareceram. Um

não foi autorizado pela mãe a participar e três não compareceram, sem justificativas.

No QUADRO 2 foram selecionados, da transcrição da fita de vídeo, os

comentários que melhor responderam às questões colocadas no grupo focal.

108

QUADRO 2

Comentários dos alunos da oitava série do ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes

Bernadete, mediante as questões apresentadas no grupo focal e considerações – 2009.

(Continua)

QUESTÕES COMENT

RIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES

–

O que vocês

acharam da aula

sobre o olho com

cada material

(Texto, imagem 2D

e imagem 3D)?

Gostaram? Não

gostaram? Por quê?

Aluno 1 2D:

–

Eu acho que o que

ficou faltando foi a gente entender

onde que vocês queriam chegar.

Aluna 1 (TEXTO) – Foi bom, foi

interessante, só que realmente, eu

não sabia onde vocês queriam

chegar. Foi muito interessante porque

às vezes a gente pensa assim: ah o

nosso corpo humano, ah não tem

nada, mas ai a gente vai estudando

vai sabendo realmente, é muito

interessante. Mas eu gostei da aula.

Aluna 1 3D: – Eu achei interessante

porque a gente aprende mais sobre o

olho, né? Às vezes a gente vê assim

e nem acha o que é mesmo.

Aluna 2 3D: – Agora, é tão bonitinho,

né? Você olha por dentro vê todas

aquelas veias.

Aluna 3 3D: – É algo novo, diferente,

saber que aquilo tudo ta dentro da

gente. Achei muito interessante.

Aluna 2 2D: – Eu gostei porque eu

não achava que a gente via a

imagem de um jeito e depois pelo

modelo reproduzido... Por exemplo, a

gente vê a bolsinha abaixada e

depois reproduzir ela em pé, assim,

eu não sei explicar direito, mas eu

gostei disso.

Aluno 1 2D: – O mais interessante é

a velocidade que as pessoas, os

próprios cientistas conseguem

decifrar, porque a mesma hora em

que a imagem tá de cabeça pra

baixo, o raciocínio é que a gente vê

de cabeça pra cima.

Aluno 1 2D: – Mas eu acho que

vocês não chegaram onde queriam e

nem a gente por causa do tempo que

era pouco.

Os alunos demonstraram que não

entenderam a proposta da

pesquisa. Não sabiam por que

estavam tendo aquelas aulas e

tendo que responder àqueles

questionários.

Mas ao mesmo tempo, acharam

interessante o tema olho humano

porque a maioria não o conhecia

direito e não imaginavam como

ele era por dentro e por trás. Só

tinham o conhecimento de como

ele era na parte da frente do rosto

das pessoas

O fato de a imagem ser projetada

invertida na retina foi lembrado

pelos alunos, que consideraram

uma das coisas mais

interessantes sobre o olho

humano. Uma aluna deu um

exemplo utilizando sua bolsinha

de guardar lápis.

Uma das colocações mais

relevantes sobre a pesquisa foi a

falta de tempo que tiveram para

estudar, aprender sobre o olho

humano e responder ao

questionário.

109

(Continua)

QUESTÕES COMENT

RIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES

–

O que vocês

acharam das

imagens (2D e 3D).

Gostaram? Não

gostaram? Por

quê?

Aluno 2 2D:

–

Eu gostei porque

depois dessa pesquisa eu pesquisei

mais. Minha Vó fez duas cirurgias no

olho e tudo que passou lá no papel

mostrou na cirurgia e eu consegui a

entender o que aconteceu no olho

dela. A pupila e assim por diante.

Aluno 1 2D: – Eu gostei porque

depois que eu vi aquele desenho do

olho eu tive mais interesse em

aprender sobre o olho.

Aluno 2 2D: – Mas o que eu reparei

é que o olho é igual a internet, quanto

mais cê mexe na internet cê descobre

altas coisas e no olho também. Toda

vez que cê pesquisa cê vê altas

coisas, vai mudando, vai passando.

Eu tava pesquisando: os animais

enxergam em preto e branco, só a

girafa que enxerga cores, mas só até

um certo tempo da tarde.

Aluna 1 2D: – Eu só lembro da

pupila.

Aluno 2 2D: – Eu lembro da pupila,

dentro dela assim é: uma parte

amarela, mas eu não lembro o nome

dela. E tinha também tipo umas

linhas ligando a pupila. Já esqueci o

nome... umas veias. Que fazia o olho

girar.

Sobre as imagens 3D

Aluna 1 3D: – Muito nojento. Mostrou

o olho assim de frente, bonitinho, até

aí tudo bem, mas quando virou

assim, ai que nojento.

Aluna 2 3D: – Eu não imaginava que

o olho assim, por traz, era daquela

forma, aqueles nervos, nossa!!!

Aluno 1 2D: – Eu já imaginava isso

porque muitas pessoas já falavam

que o nervo é que faz, ajuda o olho a

girar de um lado pro outro.

Aluna 2 3D: – Primeiro você mostrou

o olho, dessa forma e depois foi

girando ele, aí foi mostrando assim, o

que são os nervos, aí aqueles

negócios, só isso que eu lembro...ah,

tem aquele buraco negro que chama

que você mostrou, lembra gente

como chama?

Aluna 1 3D: – É essa parte aqui:

apontando para o centro do olho.

Aluna 2 3D: – é, pupila.

Aluna 1 3D: – Às vezes eu olho pra

pessoa, o olho, e eu nunca reparei

que tinha...mesmo agora olhando pro

olho da pessoa eu nunca reparei...

essa pupila do olho.

Os alunos mostraram interesse

nas imagens impressas em 2D do

olho humano e indicaram que elas

despertaram neles uma

curiosidade maior sobre ele. Que

a partir dessa pesquisa eles

ficaram mais curiosos sobre o

tema, chegando a fazer ligações

entre a aula que tiveram e a

alguns acontecimentos que

ocorreram em suas vidas

posteriormente.

Um dos alunos fez uma analogia

sobre o olho e a internet. De

acordo com seu ponto de vista, a

internet tem muitas coisas a

explorar, assim como o olho.

Este mesmo aluno citou um

exemplo de um assunto sobre o

olho dos animais e o fato de

somente a girafa enxergar em

cores, assim como os humanos.

Esse aluno partiu do

conhecimento que adquiriu com

as imagens e a aula do olho

humano para entender como os

animais enxergam.

Um conceito também muito

lembrado, além da projeção das

imagens invertida na retina, foi a

pupila. Porém, fizeram uma

confusão entre o cristalino,

pensando que as “veias”

representadas no material

impresso fossem o nervo que

movimenta o cristalino

O olho tridimensional gerou em

uma aluna, um estranhamento, ao

ver as veias e os nervos que estão

ligados ao olho.

Os alunos demonstraram surpresa

ao ver o olho por detrás. A visão

em várias perspectivas

proporcionou que eles vissem o

que não costumam ver.

Lembraram que o olho girava e

que havia nervos e novamente

lembraram da pupila.

Uma aluna mencionou nunca ter

percebido a existência de um

orifício no olho e que ele se

apresenta na cor preta.

110

(Continua)

QUESTÕES COMENT

RIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES

–

O que vocês

acharam do texto?

Gostaram? Não?

Por quê?

Aluno 3 (TEXTO)

–

Faltou imagem

no texto.

Aluno 2 (TEXTO) – Tinha que ter

mais assunto, mais explicação, a

gente lia, lia mas não entendia.

Aluna 1 (TEXTO) – Com a aula da

professora ficou melhor.

Aluna 2 2D – Por isso eu acho que

tinha que ter mais explicação porque

a gente fez o questionário e não

conseguimos responder bem porque

a gente não entendeu o que foi

passado, não teve tempo. Deveria ter

tido mais aulas

Aluna 2 (TEXTO) – É, aquele monte

de palavra difícil, a gente não

entendia nada. Monte de palavra

estranha.

Aluna 3 (TEXTO) – Tinha uns lá que

a gente até conhecia mais ou menos,

mas tinha uns lá muito difícil até pra

pronunciar.

Aluna 4 (TEXTO) – Ouvir falar eu já

ouvi porque a minha mãe fazia um

curso de técnico de enfermagem e eu

via ela mexendo nas coisas dela lá,

estudando. Era uma apostila.

Como esperado, um aluno

reclamou da falta de imagem no

material impresso contendo texto.

Os alunos reclamaram que não

entenderam bem o texto e que

deveria ter tido mais explicações

sobre o tema olho humano,

apesar de considerarem que, com

a aula da professora ficou mais

fácil de entender. Novamente, a

questão do tempo foi retomada

juntamente com a colocação de

que com mais aulas, talvez teria

sido melhor.

Os nomes dos elementos do olho

humano foram considerados

difíceis pelos alunos. Acredita-se

que com a falta de imagens eles

se tornaram mais difíceis de

serem apreendidos, pois a

reclamação sobre os nomes partiu

da turma que trabalhou com o

texto impresso.

111

(Continua)

QUESTÕES COMENT

RIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES

–

O que vocês

acharam do

questionário?

Gostaram? Não

gostaram? Por

quê?

Aluno 4 3D

–

Foi difícil

Aluna 2 2D – Eu não acho que foi

difícil, assim: porque não teve muita

explicação.

Aluno 1 2D – Eu achei ele fácil,

assim mas eu garanto que muitas

pessoas que responderam errado é

porque faltou tempo

Aluna 2 3D: – É, a gente não sabia

nada sobre olho e quando você deu o

questionário a gente não tinha

estudado nada... era uma coisa que a

gente nunca tinha visto e tinha que ir

no que achava.

Aluna 2 2D: – Eu respondi o que eu

achava porque não teve explicação e

o tempo foi curto.

Aluna 3 (TEXTO) – Mas esse foi o

legal do trabalho, da pesquisa porque

ninguém sabia nada do olho.

Aluna 1 (TEXTO) –Talvez se a gente

soubesse, não seria tão interessante.

A curiosidade que vem na hora ali.

Aluna 2 2D: – Responder uma coisa

que eu já sei, que graça tem?

Aluno 1 2D: – Ficou com vontade da

gente querer estudar mais sobre o

olho, porque você tem a pergunta ali,

e você não sabe a resposta, qual

será a resposta? E aí fica com mais

vontade, curiosidade de saber mais

sobre o olho.

Aluna 1 3D: – Teve uma hora que a

gente teve que desenhar e a fulana

falou que ia desenhar um cacho de

uva.

Aluna 1: (TEXTO) – Mas como a

gente tava num momento de prova,

às vezes a gente faz um desenho

sem sentido, resposta sem sentido,

naquele momento tava todo mundo

nervoso, né? Era semana de prova, o

pessoal na cola, maior chatice, ainda

mais que a gente nunca ouviu falar

sabe?

Um aluno considerou o

questionário difícil, mas outros

apontaram que não era esse o

problema e sim a falta de tempo e

de mais explicações sobre o olho

humano é que foram as

responsáveis para que o nível de

acertos no questionário fosse

baixo. Somando a isso ao fato de

o tema ser totalmente

desconhecido por eles.

Apesar disso, os alunos

consideraram que o questionário,

assim como, as imagens do olho

humano despertaram o interesse

neles em aprender mais sobre

esse órgão do corpo humano.

Na observação participante foram

coletadas algumas reclamações

na questão que pedia para

desenhar o olho. Aqui novamente

aparece essa colocação e inclui

também que o período em que

eles se encontravam na época era

o período de provas e eles

estavam nervosos com isto.

112

(Conclusão)

QUESTÕES COMENT

RIOS TRANSCRITOS CONSIDERAÇÕES

–

ocês se

lembram da

resposta que deram

sobre com que o

olho se parece?

Sim? Não? Por

quê?

Aluna 3 2D:

–

Bolinha de gude

porque parece redondo, redonda só.

Aluna 2 2D: – Guaraná, porque tem

uma bolinha preta, dentro de uma

branca e tem uma casca laranja,

então pra mim parece. Tem uma

bolinha preta como o olho da gente

depois vem uma bola branca e depois

uma parte de fora que é alaranjada.

Já vi na TV e no refrigerante.

Aluno 4 3D: – Bola oca... acho que é

porque é redonda como na imagem

que eu vi, oca.

Aluna 3D: – Bolinha de água muito

sensível.. é porque a gente coloca a

mão assim, você já reparou que se a

gente colocar a mão no olho ele

enche de água.

Aluna 1 (TEXTO) – Eu acho que eu

coloquei uma uva, não pela cor,

quando a gente abre o olho aparece

um monte de coisa e aí eu pensei

assim, quando a gente abre a uva,

não sei se você percebeu, quando a

gente abra a uva, uma uva só e abre

ela, aí aparece um monte de coisa e

nessa hora eu pensei nisso, se a

gente abre o olho aparece um monte

de coisa. A gente abre o olho e vê

muitas coisas em volta.

Aluno 2 2D: – Bolinha de vidro. Ha, é

porque ele é frágil e uma bolinha de

vidro é frágil.

Aluna 4 2D: – A marca do canal

Globo. Tirando aquele quadrado, por

causa da bolinha no meio que é

redonda.

Dos 16 alunos que participaram

do Grupo Focal, somente 7 se

lembravam do que haviam

respondido na questão 7.

A percepção do olho como tendo

uma forma esférica permaneceu

nas respostas e algumas

analogias foram geradas por eles.

Uma das mais interessantes foi a

comparação entre o olho e o fruto

do guaraná porque observa-se

uma comparação estrutural entre

este fruto e o olho. Entende-se

que a bolinha preta pode se referir

à pupila, a branca à esclerótica e

a laranja aos músculos que

movem o olho. Essa questão deve

ser analisada com cautela para

que a analogia fique bem clara

tanto para o aluno quanto para o

professor, já que pode apresenta

algumas falhas como por exemplo

a inexistência da íris.

Fonte: Arquivo pessoal.

Além das respostas às perguntas feitas ao grupo focal, algumas outras

questões foram levantadas pelos alunos nesta fase da pesquisa: uma delas foi o

interesse dos outros alunos que ficaram fora do grupo focal em ter aulas com o

aplicativo multimídia. Essa informação foi dada por três alunas, uma da turma 702 e

duas da turma 703. Outra questão interessante foi sobre o questionário, alguns

alunos perguntaram se receberiam o questionário de volta, eles estavam

interessados em ver o que acertaram e o que erraram.

113

4.8 Manipulação do aplicativo V3

Os alunos, desde o início do grupo focal, se mostraram interessados em

participar dessa etapa da pesquisa e interessados em ver novamente o olho humano

virtual 3D.

Parte das colocações a seguir é um resumo do que foi coletado pela

professora, que participou dessa etapa da pesquisa como observadora. (APÊNDICE

Colocaram-se frente aos notebooks assim que foram ligados. A turma foi

dividida em quatro grupos de três alunos e um de quatro para que se revezassem na

manipulação do aplicativo. Porém, os alunos que estavam esperando a sua vez

permaneceram atrás dos que estavam manipulando o olho humano e observando

atentamente.

Não tiveram dificuldades em manipular o aplicativo, apenas um grupo

solicitou a ajuda para aumentar o volume do notebook. A locução funcionou como o

esperado, os alunos se aproximavam dos computadores para poder escutar melhor.

Há uma parte do aplicativo que contém um exercício que propõe ao aluno

olhar-se no espelho e fazer uma comparação ente o seu olho e o do aplicativo. Os

dois espelhos colocados nas bancadas foram utilizados por todos os alunos que

fizeram comentários uns com os outros.

Outro exercício proposto pelo aplicativo era o de fazer uma analogia por

meio das diferenças e semelhanças entre o olho humano e a laranja, a órbita da

terra e a câmera fotográfica. Dos 16 alunos participantes 7 apontaram as

semelhanças e diferenças. E fizeram por vontade própria, seguindo a proposta do

aplicativo.

No QUADRO 3 são apresentadas as semelhanças e as diferenças

apontadas pelos alunos de acordo como os exercícios propostos pelo aplicativo.

114

QUADRO 3

Semelhanças e diferenças apontados pelos alunos, no aplicativo multimídia.

ALUNOS SEMELHANÇAS DIFERENÇAS

FAS

diferença entre o olho humano a

órbita da terra é que a terra roda em

torno de si mesma e o olho só chega

até um certo ponto.

LIS Eu acho que a pupila se parece um

pouco com o meio da laranja

A laranja tem uns gomos que se

parecem com a veia do olho (o nervo

óptico). Referindo-se ao corte sagital.

laranja tem o gomo que o olho não

tem.

JNB Eu achei interessante a comparação

feita com o olho humano e a laranja. Os

dois realmente se parecem mesmo.

O fato da laranja ser redonda e ter uma

bolinha no meio como se fosse a pupila.

A bolinha da laranja se identifica com a

pupila.

GFS Eu acho que a laranja é um pouco igual

ao olho, pois a laranja é redonda e

também tem o mesmo furinho.

WAS

laranja tem sim uma aparência com o

olho por sua forma arredondada.

diferença é que a laranja é uma fruta

e o olho é uma parte do corpo.

CAB O nosso olho tem o mesmo formato da

laranja.

Fonte: Arquivo pessoal.

Dos sete alunos que apontaram as diferenças e semelhanças seis fizeram

comparando o olho com a laranja e um comparando a órbita ocular da órbita da

terra. Desse total quatro alunos apontaram as semelhanças, dois apontaram as

diferenças e semelhanças e um apontou somente as diferenças.

A analogia proposta no aplicativo entre a laranja e o olho humano, foi a

mais referenciada talvez por ser a mais explorada nele. Aparece em três situações,

visão externa corte coronal e corte sagital. A questão da órbita ocular e da câmera

fotográfica foi abordada em apenas uma situação.

O interesse dos alunos foi muito importante para a análise no modelo

tridimensional do olho humano, por verificarmos que ele despertou a curiosidade dos

alunos e prendeu-lhes a atenção. Tivemos uma hora para o grupo focal (de 8h30 às

9h30) e 30 minutos para a manipulação do aplicativo, ou seja, finalizar esta etapa da

pesquisa às 10h. Faltando 5 minutos para as 10h, anunciamos que deveria terminar

a etapa de manipulação do aplicativo para responderem a algumas questões. Essa

informação foi seguida de protestos dos alunos pedindo mais tempo para explorarem

o olho tridimensional virtual. Foi então concedido, pela vice-diretora da escola mais

115

20 minutos. Após esse período, apesar dos protestos ainda continuarem, foram

distribuídas as questões. Alguns alunos responderam imediatamente, outros

pediram ajuda para entender o que queríamos e dois alunos não quiseram

responder. Os que responderam mais rápido voltaram para os computadores para

continuarem a ver o olho tridimensional.

No QUADRO 4 estão descritas as vantagens do aplicativo multimídia,

segundo os alunos.

QUADRO 4

Vantagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos

VANTAGENS

QUANTAS VEZES

APARECERAM

prenderam e entenderam melhor 8

comparação do olho com a laranja 6

Ser fácil de manipular 2

Ser divertido 3

Gostaram de ver o olho se movimentar 2

De poder ver o olho por dentro e por fora 5

Que facilita a informação e o aprendizado 1

imagem do olho 3D é mais fácil de observar 1

Utilizar o espelho 1

Mostra coisas novas 1

Dá uma visão real do olho 1

Fonte: Arquivo pessoal.

No QUADRO 5 estão descritas as desvantagens do aplicativo multimídia

segundo os alunos.

QUADRO 5

Desvantagens do olho virtual interativo 3D, segundo os alunos

VANTAGENS

QUANTAS VEZES

APARECERAM

Mais aulas junto com o olho 3D 1

Veias vermelhas 2

nojento 2

frágil 2

Não poder tocar 1

Ter palavras mais fáceis 2

Locução mais alta 1

Locução mais devagar 1

Mais locução 1

Mais aprofundamento no tema 1

Não entenderam bem 2

Fonte: Arquivo pessoal.

116

No QUADRO 6 estão descritas as opiniões dos alunos sobre o que eles

mudariam no aplicativo multimídia.

QUADRO 6

Quais as mudanças que deveriam ser feitas no olho virtual interativo 3D, segundo os alunos

O QUE MUDARIAM NO APLICATIVO?

QUANTAS VEZES

APARECERAM

Locução mais alta 2

imagem poderia ser mais clara 1

Mais aulas 2

Mais imagens sobre o olho 2

Mais coisas que se pareçam com o olho 1

Mais explicação 1

Palavras mais práticas 1

Um olho que gire mais devagar 1

Fonte: Arquivo pessoal.

O olho tridimensional chamou a atenção dos alunos e eles se

interessaram em manipulá-lo, não tiveram dificuldades em trabalhar com ele e

gostaram das imagens e das comparações com a laranja. Um aluno chegou a

mencionar que deveria haver mais outros objetos para serem comparados com o

olho, ou seja, deveria haver mais analogias no aplicativo.

As desvantagens também contribuem para o modelo e fazem parte da

modelagem que os alunos fazem ao analisar o aplicativo. Os alunos apontaram três

problemas na locução que devem ser levadas em consideração. Ela deveria ser

mais devagar, mais alta e mais longa.

Muito importante a colocação de um aluno, que achou que deveria haver

um aprofundamento maior do tema, esse modelo desenvolvido realmente não

contém todos os aspectos que envolvem o olho humano. Além disso, mais aulas

foram citadas tanto nas desvantagens quanto na questão sobre o que mudariam no

olho 3D e assim como, colocado pelos alunos no grupo focal as palavras difíceis

foram retomadas aqui. Com relação a isso, o ideal seria que realmente houvesse

mais aulas, pois não há como mudar esses nomes e eles deveriam então ser

ensinados durante um tempo maior para poderem integrar a memória semântica dos

alunos.

Uma questão específica chamou-nos atenção. Essa foi colocada por um

117

aluno que disse que o olho virtual interativo 3D dá uma visão real do olho. É

necessário ter cuidado com isso porque os modelos não são reais, eles são

análogos aos seus referentes e isso deve ficar claro para o aluno. Eles possuem

semelhanças e diferenças com o real e nunca são completos. Além disso, segundo

Nuñes & Lima (2005) eles apenas apresentam os principais aspectos do modelo

consensual do qual se refere. No início do aplicativo há uma locução que diz que o

olho que você está vendo não é um olho, ele é um modelo analógico do olho real.

Talvês a locução baixa e rápida, apontada pelos alunos como uma das

desvantagens do aplicativo e o fato de os alunos terem manipulado o aplicativo em

computadores próximos uns dos outros tenha dificultado o entendimento dessa

primeira frase. Isso pode ter levado esse aluno a dizer que o olho do aplicativo dá

uma visão real do olho.

Com esses resultados confirmou-se o interesse dos alunos no modelo do

olho tridimensional, bem como a contribuição deles para melhorá-lo. Interessante

observar que gostaram das comparações do olho com outros objetos, de ver o olho

sobre várias perspectivas, alguns alunos fizeram suas comparações sem a

interferência do pesquisador, apontaram que a locução precisava ser melhorada,

que precisava ter palavras mais fáceis e que gostariam de ter mais aulas a respeito.

118

5 CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os resultados obtidos com esta pesquisa nos permitem propor algumas

questões e tecer algumas considerações em relação ao: público alvo; a metodologia

utilizada; o uso da tecnologia na construção do modelo interativo 3D e sua

aplicabilidade.

O teste piloto V1 foi constituído por um público de perfil cognitivo mais

avançado do que o perfil do publico para o teste V2. Em parte, os resultados obtidos

em V1 estavam mais próximos dos resultados esperados. Tal fato foi fator de

decisão sobre o modelo interativo 3D proposto. A contribuição do publico alvo no

teste V1 foi importante para o prosseguimento da pesquisa. Surgiram, então,

propostas de mudanças no modelo.

O teste piloto V2 foi constituído por alunos da sétima série do ensino

fundamental que tinham pouca ou nenhuma experiência relacionada ao tema

aparelho óptico humano. Além de o perfil cognitivo ser diferente, alguns fatores

contribuíram para os resultado obtidos entre V1 e V2 serem diferentes: o público de

V2 encontrava-se em período de provas; o pesquisador e o tema não constituíam

elementos da rotina escolar para eles; a professora da disciplina não apresentava

domínio amplo sobre o aplicativo proposto; a experiência do pesquisador estava

mais voltada para outras áreas do conhecimento.

Alguns dos fatores considerados acima foram confirmados, pela fala dos

alunos, quando da realização de um grupo focal. Os alunos manifestaram interesse,

curiosidade e vontade de conhecer mais sobre o tema pesquisado, sobre o

questionário respondido e sobre o material digital utilizado. Destacaram, de forma

positiva, o tipo de linguagem e a tecnologia usada que envolveu imagens interativas,

em 3D, e a proposta de exercícios com analogias contidas no aplicativo.

O aplicativo Olho Humano Virtual e Interativo 3D também participou, em

maio de 2009, da VI Conferência Internacional de TIC na Educação – Challenges

2009 – em Braga, Portugal, como um dos resultados dessa pesquisa.

Consideramos, finalmente, que tanto a pesquisa empírica quanto o

desenvolvimento de uma tecnologia, associada a uma linguagem própria, na

construção do aplicativo multimídia interativo em 3D e apoiada em uma metodologia

de ensino com analogias é possível contribuir para a melhoria do ensino de Ciências

119

em nossas escolas, Tal consideração nos permite propor a continuidade do projeto

construindo ou reconstruindo modelos interativos em 3D para outros conteúdos

científicos.

As considerações a seguir referem-se à minha experiência de vida como

professor, como resultado do trabalho realizado nessa pesquisa.

Muitas coisas aconteceram desde que iniciamos esta pesquisa e

considero que minha formação profissional e humanística mudou-se completamente

e, creio eu, para melhor. A minha formação em Comunicação Social foi muito

beneficiada com os estudos que desenvolvi junto com meu orientador e junto com

grupo de estudos GEMATEC. A possibilidade de desenvolver pesquisa cientifica que

de sonho tornou-se realidade, fez com que eu tivesse um novo olhar sobre o mundo

e o ser humano. O convívio com a turma de mestrandos de 2007 foi muito

enriquecedor, pois convivi com vários profissionais da Educação, das Ciências, das

Engenharias e da Tecnologia.

Pude verificar que as áreas do conhecimento se cruzam a todo o

momento ao constatar que autores e escolas em que estudei na graduação em

Comunicação estavam presentes também no mestrado em Educação Tecnológica.

Sendo assim, continuei os estudos, iniciados na graduação, sobre as imagens

visuais e a tecnologia que envolve a sua produção, reprodução e veiculação, além

de perceber a sua utilização na educação. Essas imagens visuais, aplicadas à

educação também serviram de ponte para os estudos de algumas teorias da

educação, com as quais tive meu primeiro contato e que foram muito importantes

para este trabalho. Estas informações encontram-se no capítulo 2.

As analogias aos modelos foram também um campo muito frutífero para

esta pesquisa. Baseando-nos estudos sobre analogias no ensino de ciências e na

construção e reflexão sobre a produção de modelos didáticos foi possível entender a

importância dessas linguagens no cotidiano escolar e na vida dos alunos. Como

resultado disso desenvolvemos um modelo virtual interativo em 3D do olho humano,

que foi construído em conjunto com professores, alunos e o grupo de estudos

GEMATEC.

No capítulo 3 propusemos uma metodologia que consideramos, na época,

como a mais adequada para a nossa pesquisa, que incluiu uma parte quantitativa e

uma parte qualitativa. A metodologia foi desenvolvida pensando nas etapas

envolvidas neste estudo que somaram um total de nove etapas.

120

No capítulo 4 então, partimos para a pesquisa e a análise dos resultados.

Nas etapas que se constituíram, a primeira contou com uma pesquisa exploratória

em livros didáticos de ciências do ensino fundamental. Esta etapa foi muito

importante para que confirmássemos a presença marcante das imagens visuais no

material instrucional mais utilizado em sala de aula que é o livro didático. Foi

importante também para que percebêssemos que estas imagens não se apresentam

sozinhas, elas são complementadas por textos e exercícios. Além disso, elas

necessitam da presença do professor, que é o responsável para que estes textos

imagéticos e escritos sejam apreendidos pelos alunos.

As imagens que buscamos nos livros didáticos se restringiram às

representações do aparelho óptico humano, recorte feito para esta pesquisa. Na

perspectiva dos modelos didáticos e da possibilidade deles serem, não apenas

operatórios, mas reflexivos e possibilitarem a geração de novos modelos mentais,

observamos que essas imagens visuais encontradas nos livros analisados

apresentaram alguns problemas.

• As cores muito saturadas e não coincidentes com o análogo real que

representam.

• As diferentes cores atribuídas ao mesmo elemento em um mesmo livro.

• A representação em 2D com apenas um corte (o sagital).

• Alguns elementos são de difícil visualização por causa do tamanho da

imagem.

• Há uma quantidade de informações textuais muito grande numa

mesma imagem.

Ficou muito claro pra nós, que os modelos são construções imperfeitas e

sempre apresentam algum tipo de problema, são transitórios e passíveis de serem

modificados e acreditamos ainda, que esta última característica possibilita um campo

muito interessante a ser explorado na construção do conhecimento. Porém, nestas

imagens, não vimos uma preocupação na representação analógica do aparelho

óptico humano. A sensação que fica é a de que elas foram construídas a partir de

outros modelos e não do objeto real. Nos livros de biofísica e de anatomia que

utilizamos como suporte para a construção do nosso material instrucional, as

representações do olho humano se apresentam em preto e branco e talvez as

imagens do livro didático tenham sido copiadas destes livros e pintadas ou coloridas

121

aleatoriamente na própria editora. Isso é uma suposição.

Essas características que apontamos poderiam gerar o que chamamos

em comunicação de ruído, ou seja, elas poderiam gerar interpretações diferentes

sobre um mesmo assunto e por vezes até confundir o aluno. É preciso analisar de

forma crítica essas imagens, porque vemos aumentar, a cada dia, a presença delas

na sociedade e na escola. Há que se pensar na educação visual dos alunos para

que eles possam interpretar de forma mais crítica as imagens que chegam até eles

todos os dias.

Apesar desses problemas que apontamos nos modelos do livro didático,

eles foram importantes para que construíssemos os nossos modelos tridimensionais

virtuais do olho humano.

• A primeira coisa que percebemos é que a imagem visual que é

utilizada com finalidade de ensinar deve vir acompanhada de texto, seja ele escrito

ou falado.

• Esse modelo necessita ser aprendido pelo professor e se possível que

este professor participe, num primeiro momento da sua modelagem, para que em

sala de aula ele tenha o domínio dessa ferramenta de ensino.

• Num segundo momento este modelo deverá ser apresentado para os

alunos, deverá ser interpretado, manipulado, questionado e deve finalmente levar o

aluno a construir modelos alternativos que se confrontem com o primeiro modelo

apresentado.

O nosso modelo (V1) passou por uma construção, feita a partir do modelo

tridimensional retirado da internet, da comparação deste com os modelos do livro

didático e da inserção dos textos também retirados do livro didático. Nesta

construção não houve a presença de professores ou alunos. Essa presença se deu

no primeiro teste piloto, o teste piloto V1, que culminou na primeira reconstrução do

modelo.

Com este teste piloto V1, concluímos que nosso modelo poderia e deveria

ser melhorado, pois foi posto a prova por professores e pesquisadores das áreas

das ciências e da educação, além de estudantes de engenharia da computação que

questionaram alguns aspectos do nosso olho humano virtual. Tanto o conteúdo,

quanto a tecnologia que envolveu a construção desse modelo estavam sendo

testadas. Este grupo heterogêneo e de formação variada forneceu os dados que

122

precisávamos para a reconstrução do modelo. Ao mesmo tempo em que os dados

quantitativos obtidos nos resultados do questionário foram positivos para o teste com

o modelo tridimensional, o que nos levou a seguir adiante com a nossa pesquisa, os

dados qualitativos colhidos na observação direta e na reunião de análise e

discussão apontaram os pontos falhos desse modelo. Por isso, uma reconstrução se

deu a partir do teste piloto V1 com o objetivo de melhorar o modelo tridimensional

para que fosse mais bem apreendido pelo aluno. Daí surgiram novas imagens no

aplicativo, bem como a junção de textos a essas imagens e a presença de

animações. Dois novos assuntos foram introduzidos e a navegabilidade melhorada.

Uma coisa muito importante e que precisa ser colocada é que esta etapa

do trabalho foi a iniciação do pesquisador em questão na pesquisa com seres

humanos. Além disso, observamos que o conhecimento prévio dos participantes

sobre o aparelho óptico humano vinha de representações tipo-linguagem, sobretudo

de aulas e de temas ligados à Física.

O teste piloto V1 foi de suma importância também para a próxima etapa

da pesquisa, pois possibilitou uma reflexão sobre o modelo tridimensional que

desenvolvemos, sobre a linguagem textual que estávamos utilizando e sobre os

métodos e os instrumentos de coleta de dados. Serviram também para verificar que

coisas básicas, como por exemplo, a impressão dos questionários que deveria ser

feita com cuidado e com antecedência. Que o questionário teria que estar em

conformidade com os textos e as imagens e que ele deveria fornecer os dados que

realmente importassem. Que a linguagem do material instrucional deveria ser

elaborada de acordo com o público alvo. Isso nos levou a repensar os métodos e os

instrumentos de coleta de dados para a próxima etapa que se daria em uma escola

estadual e com alunos do ensino fundamental. Daí a opção por diminuir a

quantidade de questões do questionário, diminuir o texto, trabalhar apenas com um

livro didático e ter o apoio de uma professora de ciências para ministrar as aulas

sobre o olho humano.

O grupo que participou desse teste piloto V1 foi bem diferente do grupo

que viria a participar da próxima etapa da pesquisa. Eram pessoas bem mais

maduras e algumas já formadas profissionalmente, portanto com uma bagagem de

conhecimentos muito maior. Isso foi possível de verificar pelas representações

gráficas deste grupo e pelos resultados do questionário que foram bem diferentes

dos resultados do questionário aplicado no teste piloto V2.

123

O teste piloto V2 que ocorreu na Escola Estadual Lourdes Bernadete com

os alunos da sétima série em 2008 foi aplicado já com o modelo do olho

tridimensional virtual em sua segunda versão, o aplicativo multimídia V2, junto com

os materiais impressos contendo texto e texto mais imagens em 2D do olho humano

modificados e com o questionário refeito. Esperava-se que os resultados fossem

pelo menos semelhantes aos do teste piloto V1, mas isso não aconteceu. Por se

tratar de alunos na faixa dos 14 e 15 anos houve a opção pela inserção de uma

professora de ciências que pudesse dar as aulas para estes alunos. Comparando-se

as 3 turmas que tiveram as aulas com os diferentes materiais instrucionais foi

possível observar que a professora se saiu melhor quando utilizou o material

contendo texto e imagem 2D e o material contendo somente texto. O tipo de modelo

que os livros didáticos utilizam, já eram familiares desta professora, portanto, ela já

havia aprendido sobre os modelos e os textos desse livro. Tanto é que a mudança

de livro didático de referência para o material instrucional do teste piloto V2 foi feita

por indicação dessa professora.

Num primeiro momento, acreditávamos que a manipulação dos materiais

instrucionais (teste piloto V1) pelos participantes seria o suficiente para a

aprendizagem destes sobre o aparelho óptico humano. Para os adolescentes do

teste piloto V2, acreditávamos que nosso modelo funcionaria como uma ferramenta

de apoio ao professor.

O aplicativo multimídia foi entregue para a professora de ciências uma

semana antes do teste piloto V2. No dia da aula com este material a professora

demonstrou insegurança e por vezes se perdeu entre um assunto e outro. Isso

afetou de forma negativa o seu desempenho e o desempenho do modelo do olho

virtual 3D. Percebemos então que o professor necessita de um tempo maior para a

aprendizagem do modelo, seja ele de que natureza for. No caso do nosso modelo

que se encontra em um ambiente virtual (computador) isto se torna mais complexo

porque o professor tem que aprender a lidar também com essa tecnologia.

Corroborando com Machado (1996) ao se referir que os artistas do nosso tempo

tiveram que desenvolver uma nova aptidão para utilizar as tecnologias da informática

na produção artística acreditamos que, o professor também tem a necessidade de

desenvolver essa nova aptidão. Este é um outro ponto que pode ser discutido e

estudado em pesquisas posteriores, pois as novas tecnologias vêm invadindo o

cotidiano das pessoas e por conseqüência, os ambientes de aprendizagem.

124

Ao contrário do que aconteceu no primeiro teste piloto, os resultados do

teste piloto V2 no questionário não demonstrou uma melhora no conhecimento dos

alunos, em nenhum dos três materiais instrucionais utilizados. Nas análises das

respostas certas do questionário diagnóstico em comparação com o questionário

aplicado após o teste piloto V2 não houve diferença significativa. Na observação

participante pudemos verificar o comportamento dos alunos. A maioria se mostrou

preocupada com as provas finais e outros estavam desinteressados na nossa

pesquisa. Incomodaram-se com a presença do pesquisador na sala de aula e a

presença da professora que não era a professora de ciências deles, apesar de

trabalhar nessa escola e conhecer alguns dos alunos.

Mas o fator que consideramos mais importante foi o pouquíssimo

conhecimento prévio dos alunos sobre o tema olho humano e o pouco tempo que

tiveram para absorver, comparar e aplicar o conhecimento novo sobre esse assunto

em seu cotidiano, apesar de obtermos as informações sobre a percepção deles

sobre a forma esférica do olho com a opção do questionário sobre com que o olho

se parece.

Mas analisando os desenhos observamos uma mudança conceptual em

alguns poucos alunos sobre a forma do olho e até mesmo a sua função, em quatro

casos da turma GT3D. O que nos levou a querer continuar com o desenvolvimento

do nosso olho interativo virtual 3D.

A observação participante foi muito importante para que pudéssemos

perceber o comportamento dos alunos durante as aulas e tirar algumas conclusões a

respeito de mais mudanças em nosso modelo interativo. O teste piloto V2 deveria ter

sido a última etapa da pesquisa, mas em função dos resultados dos questionários e

das narrativas construídas pelos alunos percebemos que ele poderia ser melhorado.

Nessa observação participante coletamos dados tais como a presença de analogias

propostas pelos alunos nos textos que se construíram durante as aulas, o que nos

levou a aplicar a MECA na terceira versão do aplicativo. O questionamento deles a

respeito das imagens que utilizamos no material impresso tal como a difícil

localização do nervo óptico e a uma contradição entre o texto e a representação da

coróide na imagem 2D contribuíram para a análise das imagens dos livros didáticos.

Além disso, as aulas dadas pela professora de ciências, juntamente com

a sua experiência em sala de aula, nos deram subsídios para inserirmos os

exercícios propostos na terceira versão do aplicativo. Nesse teste piloto V2 os

125

alunos não manipularam o modelo do olho virtual e isso também contribuiu para que

uma nova etapa na pesquisa fosse programada. Ou seja, o grupo focal que foi

constituído após as análises dos dados do teste piloto V2 e após as alterações no

aplicativo. Com esse grupo focal foi possível entender melhor o que se passou no

teste piloto V2 e confirmar o que havíamos imaginado como sendo os possíveis

fatores responsáveis para que as respostas certas dos questionários dos alunos não

sofressem alteração em seus IDs. O fato de o teste ter sido aplicado no período de

provas foi comentado pelos alunos, além de que, a falta de interesse deles se deu

porque eles não entenderam o porquê da nossa pesquisa ou o que estávamos

fazendo lá. Éramos “intrusos” atrapalhando os estudos deles.

Essas colocações dos alunos nos levaram a refletir sobre a forma como

abordamos esses alunos, talvez devêssemos ter nos aproximado deles com mais

calma, ter deixado com que eles se familiarizassem melhor com o nosso trabalho e

percebessem a importância dele. Contudo, apesar disso, estes alunos colocaram

que, apesar disso, eles passaram a se interessar mais pelo assunto aparelho óptico

humano e a perceber coisas que antes não percebiam como o fato de a pupila ser

um “buraquinho” e a imagem formada na retina ser invertida. Outro fato interessante

foi o desejo de alguns alunos em obter o questionário de volta para saber o que

acertaram e o que erraram.

Como etapa final da pesquisa propusemos que eles manipulassem a

versão 3 (V3) do aplicativo e dessem sua opinião a respeito dele. Tal foi a nossa

surpresa ao ver o interesse deles em manipular o nosso modelo tridimensional,

interesse que fez com que esta última etapa da pesquisa fosse ampliada em 30

minutos do horário combinado. Eles não tiveram dificuldades para manipulá-lo e

alguns alunos fizeram os exercícios propostos nele, como criar as analogias e utilizar

o espelho para comparar os seus olhos com os do modelo virtual 3D.

Todos esses processos nos levaram a refletir sobre a utilização de

modelos e de analogias no ensino do tema olho humano:

• A importância de se construir modelos que sejam processáveis pelos

alunos;

• A utilização de uma linguagem adequada para cada público envolvido;

• Os modelos devem ser manipulados pelos professores e pelos alunos;

• Eles devem contribuir para que os alunos construam os seus modelos

mentais;

126

• Necessitam de um tempo de aprendizagem por parte do professor e

por parte do aluno;

• A utilização de analogias pode contribuir para que os alunos se

interessem mais pelo tema abordado.

• A utilização de imagens virtuais tridimensionais pode contribuir para um

maior interesse dos alunos;

Esse estudo está longe de ser esgotado e abre espaço para várias

perspectivas. O modelo construído até aqui é passível de erros e poderá ser

reconstruído por mais várias vezes. A utilização de modelos análogos ao real

apresenta um campo vasto a ser explorado se pensarmos na construção e

reconstrução desses modelos por meio de analogias.

A questão da tecnologia computacional na sala de aula junto a

professores e alunos como ferramenta de aprendizado pode ser abordada em

estudos futuros como uma nova aptidão a ser adquirida pelos professores.

As representações gráficas dos modelos consensuais dos livros didáticos

abrem também espaço para discussões. Uma reflexão sobre os problemas de

representação analógica pode e deve existir na busca por um tipo de representação

que seja mais próxima do real.

As imagens tridimensionais em ambientes virtuais e interativas também

abrem espaço para mais pesquisas e debates. Nesse trabalho foi desenvolvido o

modelo do olho humano, mas a tecnologia da computação gráfica permite que

outros modelos sejam criados e recriados.

Essas são algumas reflexões advindas dessa pesquisa e que abrem

espaço para mais estudos futuros. Apesar de não obtermos os resultados que

esperávamos, verificamos que é um campo muito frutífero para reflexões e

propostas de trabalho e que não deve parar por aqui. Muito temos ainda que

aprender sobre as imagens visuais, os modelos e as analogias no ensino de

ciências.

127

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133

ANEXO

Anexo A

OFÍCIO DO COMITÊ DE ÉTICA DA FUNDAÇÃO EZEQUIEL DIAS – FUNED- MG

OFICIO/CEP FUNED N° 014/2009

Belo Horizonte, 3 de julho de 2009

Assunto: Decisão sobre Projeto de Pesquisa.

Em reunião ordinária do Comitê de Ética em Pesquisa (CEP), as seus integrantes,

por decisão unânime, consideraram o Projeto de Pesquisa “Modelos Analógicos

Bidimensionais e Modelos Analógicos Tridimensionais Virtuais no Processo de Ensino-

Aprendizagem de Ciências: o Olho Humano”, de sua autoria, “APROVADO”, o que significa

que ele atende aos princípios éticos em pesquisa com seres humanos, consoante o que

prescreve o Manual Operacional para Comitês de Ética em Pesquisa, a Resolução

nº196/1996, do Conselho Nacional de Saúde e demais preceitos.

Atenciosamente,

Esther M. Alves Ferreira Bastos,

Coordenadora do CEP/FUNED

Ilmo. Sr.

Pesquisador: Welerson Rezende Morais.

Responsável pela pesq

uisa: “Modelos Analógicos Bidimensionais e Modelos Analógicos

Tridimensionais Virtuais no Processo de Ensino-Aprendizagem de Ciências: o Olho

Humano”.

134

APÊNDICES

Apêndice A

TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO

Referente à pesquisa: Modelos analógicos bidimensionais e Modelos analógicos

tridimensionais virtuais no processo de ensino-aprendizagem de Ciências: o olho

humano.

Este estudo tem como objetivo verificar se os alunos adquirem um melhor aprendizado

sobre o olho humano quando o professor utiliza imagens de livros didáticos ou quando

utiliza imagens tridimensionais interativas no computador.

Necessito que o Sr.(a). permita a participação de seu filho(a) ou dependente nessa pesquisa

que se dará em duas etapas: uma primeira na qual ele(a) participará de uma aula sobre o

olho humano, seguida de um questionário com perguntas sobre o olho humano e uma

segunda etapa na qual ele responderá novamente o questionário e participará de um grupo

focal com a participação dos alunos e de um mediador, que será o próprio pesquisador, que

apresentará algumas perguntas que farão parte de um debate e uma discussão sobre as

imagens do olho que eles estudaram. Essa pesquisa será realizada, na Escola Estadual

Lourdes Bernadete, onde a primeira etapa da pesquisa será feita em sala de aula e a

segunda etapa será realizada na Sala de Informática e será gravada com o auxílio de uma

câmera de vídeo para a análise dos dados.

A participação de seu filho(a) ou dependente nesta pesquisa é voluntária e a avaliação não

determinará qualquer risco, nem trará desconfortos. Além disso, a participação dele (a) é

importante para um melhor conhecimento a respeito das imagens utilizadas para

representar o olho humano em material didático e para o desenvolvimento de um modelo

didático computacional contendo uma imagem interativa do olho humano.

Informo que o Sr(a). tem a garantia de acesso, em qualquer etapa do estudo, sobre

qualquer esclarecimento de eventuais dúvidas. Se tiver alguma consideração ou dúvida

sobre a ética da pesquisa, entre em contato com o Comitê de Ética em Pesquisa (CEP) da

Fundação Ezequiel Dias – FUNED – MG, situado à Rua Conde Pereira Carneiro, 80 –

Gameleira, fone 31 33719427.Também é garantida a liberdade da retirada de consentimento

a qualquer momento e deixar de participar do estudo.

Garanto que as informações obtidas serão analisadas pelo pesquisador, não sendo

divulgada a identificação de nenhum dos participantes.

O Sr(a). tem o direito de ser mantido atualizado sobre os resultados parciais das pesquisas

e caso seja solicitado, darei todas as informações que solicitar. Não existirá despesas ou

compensações pessoais para o participante em qualquer fase da pesquisa. Também não há

compensação financeira relacionada à sua participação. Se existir qualquer despesa

adicional, ela será absorvida pelo orçamento da pesquisa.

Eu me comprometo a utilizar os dados coletados somente para pesquisa e os resultados

serão veiculados através de artigos científicos em revistas especializadas e/ou em

135

encontros científicos e congressos, sem nunca tornar possível a sua identificação. Anexo

está o consentimento livre e esclarecido para ser assinado caso não tenha ficado qualquer

dúvida.

TERMO DE CONSENTIMENTO

Acredito ter sido suficiente informado a respeito do estudo “Modelos analógicos

bidimensionais e modelos analógicos tridimensionais virtuais no processo de ensino-

aprendizagem de Ciências: o olho humano”. Ficaram claros para mim quais são os

propósitos do estudo, os procedimentos a serem realizadas, as garantias de

confidencialidade e de esclarecimentos permanentes. Ficou claro também que a minha

participação é isenta de despesas e que tenho garantia do acesso aos resultados e de

esclarecer minhas dúvidas a qualquer tempo. Concordo voluntariamente em participar deste

estudo e poderei retirar o meu consentimento a qualquer momento, antes ou durante o

mesmo, sem penalidade ou prejuízo ou perda de qualquer benefício que eu possa ter

adquirido.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Data – – – – – / – – – – – – / – – – – – –

Assinatura do informante (Responsável legal)

Nome:

Endereço:

RG.

Fone: ( )

DECLARAÇÃO SOBRE O TERMO DE CONSENTIMENTO

Este termo de consentimento será apresentado aos alunos da sétima série (oitavo ano) do

ensino fundamental da Escola Estadual Lourdes Bernadete em Betim, Minas Gerais, nas

seguintes condições:

1- O termo será apresentado em duas vias, ficando uma com os pais ou responsáveis,

e outra devendo ser assinada e oportunamente devolvida ao pesquisador antes do

início da pesquisa. Nesse sentido, os alunos terão um tempo para uma melhor

reflexão sobre as implicações de sua eventual participação.

2- Este termo, de natureza informativa, será apresentado aos participantes

antecipadamente em relação ao início da fase experimental da pesquisa;

Ciente da complexidade da situação que envolve a relação pedagógica, naturalmente

marcada pela autoridade do professor, declaro que todo cuidado será tomado no sentido de

se evitar qualquer constrangimento ao sujeito-aluno, assegurando-lhe total liberdade para

participar ou não da pesquisa.

Belo Horizonte, – – de – – – – – – – – de 2009.

– – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Welerson Rezende Morais

Pesquisador

136

Apêndice B

QUESTIONÁRIO DO TESTE PILOTO V1

Atividade de pesquisa: questionário V1

Esta atividade tem como objetivo principal a obtenção de dados para o teste piloto, na área

de Ensino de Ciências, da Dissertação de Mestrado do aluno Welerson Rezende Morais

As identidades dos respondentes serão inteiramente resguardadas. Desde já, agradeço a

todos que colaborarem e suas críticas e sugestões serão bem-vindas.

Welerson Rezende Morais

[email protected]

Orientações:

Leia atentamente os textos, questões e todas as alternativas antes de respondê-las.

As respostas estão dispostas em ordem alfabética.

1ª Parte: Dados pessoais:

Questão nº 1 – Último curso de formação acadêmica:

( ) graduação em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

( ) pós-graduação:

– especialização em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

– mestrado em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

– doutorado em – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Questão nº 2 – Instituição formadora do último curso: – – – – – – – – – – – – – – – – – –

Questão nº 3 – Ano de conclusão desse curso: – – – – – – – – – – – – – – – –

Questão nº 4 – Sexo – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – – –

2ª parte: Questionário

1 – Onde se localizam os olhos?

( ) Na conjuntiva ( ) Na esclerótica ( ) Na parede interna da retina ( ) No Globo Ocular

Justifique:

2 – De um modo geral podemos dizer que os olhos:

( ) enviam para o cérebro as informações visuais ( ) recebem os estímulos da visão

( ) são formados por camadas e meios de refração ( ) todas as anteriores estão certas

Justifique:

3 – Qual é a parte do olho por onde a Luz penetra?

( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Iris ( ) Retina

Justifique:

Centro Fede

al de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Mestrado em Educação Tecnológica

Aluno: Welerson Rezende Morais

Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem

137

4 – Qual é a parte do olho que contém a maior quantidade de vasos sanguíneos?

( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Iris ( ) Lente ou cristalino

Justifique:

5 – Qual é a parte do olho responsável por adaptar a visão a diferentes distâncias?

( ) Coróide ( ) Iris ( ) Lente ou cristalino ( ) Retina

Justifique:

6 – Pra que servem os músculos ciliares?

( ) Para controlar a refração da Íris. ( ) Para formar a imagem.

( ) Para proteger a esclerótica. ( ) Para revestir o globo ocular.

Justifique:

7 – Em que parte do olho é formada a Imagem?

( ) Coróide ( ) Esclerótica ( ) Nervo óptico ( ) Retina

Justifique:

8 – Onde se encontram as células fotoreceptoras?

( )Coróide ( )Iris ( ) Lente ou cristalino ( )Retina

Justifique:

9 – Sobre os humores aquosos e vítreo podemos dizer que:

( ) estão ligados ao globo ocular e controlam a refração da Iris

( ) localizam-se no fundo do globo ocular e enviam para o cérebro as informações visuais

captadas pelo olho

( ) preenchem respectivamente os espaços entre a córnea e o cristalino e a cavidade

central e são responsáveis pela refração da luz.

( ) revestem o globo ocular e são protegidos externamente pela conjuntiva.

Justifique:

10 – Sobre o nervo óptico, podemos dizer que:

( ) está ligado ao globo ocular e controla a refração da Iris

( ) localiza-se no fundo do globo ocular e envia para o cérebro as informações visuais

captadas pelo olho

( ) preenche os espaços entre a córnea, o cristalino e a cavidade central, sendo

responsável pela refração da luz.

( ) reveste o globo ocular e é protegido externamente pela conjuntiva.

Justifique:

Faça um desenho do olho

Obrigado pela participação.

138

Apêndice C

TEXTO SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO PARA O TESTE PILOTO V1

Atividade de pesquisa: Texto sobre o aparelho óptico humano –V1

O OLHO HUMANO

As estruturas responsáveis por receber os estímulos da visão são os olhos, que os

transmitem para determinadas regiões do cérebro pelo nervo óptico.

Os olhos ficam alojados no crânio facial em cavidades chamadas órbitas oculares.

Cada órbita ocular está ocupada por um globo ocular, pela glândula lacrimal e pelas

estruturas anexas, pelos vasos sanguíneos e pelos músculos que movem o olho, como os

nervos, entre eles o nervo óptico.

Os estímulos detectados pelos olhos são raios de luz, podemos dizer que eles são

fotoreceptores – foto (photo) do latim significa luz.

Os olhos possuem um sistema que causa refração da luz, ou seja, muda a direção da luz

que o atravessa. Essa refração da luz faz com que os raios luminosos cheguem à retina

onde estão os receptores.

Estrutura do olho

1. Todo o globo ocular é revestido por uma membrana fibrosa, branca e opaca chamada

esclera (esclerótica), que é protegida externamente por uma membrana fina,

transparente e gelatinosa chamada conjuntiva. A esclerótica dá a forma arredondada ao

olho e em sua parte posterior reveste o nervo óptico (nervo que leva os impulsos visuais

ao cérebro).

2. A mesma membrana fibrosa que forma a esclera apresenta uma região transparente

chamada de córnea. È a parte frontal e mais convexa da esclerótica.

3. A membrana intermediária, a coróide, é mais fina, vascular e pigmentada. Após

atravessar a córnea, a luz passa por um espaço preenchido por líquido e atinge a

circunferência da íris. A íris á a parte colorida do olho e apresenta uma abertura central,

a pupila, por onde a luz penetra no olho. A pupila pode ficar com diâmetro maior ou

menor, de acordo com a intensidade de luz. Se a luz é intensa, a pupila diminui e se a

luz é mais fraca, a pupila aumenta. Quem controla a abertura da pupila são os músculos

da íris. Quanto maior a abertura da pupila, mais luz pode atingir a retina, facilitando a

visão da penumbra.

4. A íris está ligada a uma membrana que separa a esclera e a retina, a coróide, que é rica

em vasos sanguíneos.

5. A lente ou cristalino se localiza através, ou atrás da íris. Essa lente tem o poder de se

acomodar, permitindo a adaptação da visão para diferentes distâncias. Essa adaptação

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Mestrado em Educação Tecnológica

Aluno: Welerson Rezende Morais

Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem

139

é possível graças a ação dos músculos (ciliares) que prendem o cristalino à parede do

globo ocular. O cristalino é uma lente biconvexa que converge os raios luminosos para a

camada interior, a retina. O cristalino é rodeado pelos músculos ciliares, que aumentam

a refração aumentando a convexidade do cristalino, que focaliza a imagem. Enquanto

uma pessoa está acordada, sua lente muda constantemente de forma, permitindo que

focalizem, ora objetos próximos, ora objetos distantes. Quem controla os músculos

associados à lente é o sistema nervoso.

6. Depois de passar pelo cristalino, a luz atravessa mais uma camada de líquido, o humor

vítreo, antes de chegar à retina.

7. O cristalino faz os raios de luz convergirem para um ponto central que, em situações

normais fica na retina, onde se forma a imagem do objeto observado. Essa imagem

formada na retina é invertida em relação ao objeto, no entanto, o cérebro o inverte

novamente assim que recebe os estímulos trazidos pelo nervo óptico, fazendo com que

a enxerguemos em sua posição normal.

8. Na parte posterior do globo ocular, a retina abriga células fotoreceptoras que são de dois

tipos: os cones e os bastonetes. Os cones são estimulados por luz intensa e seus

pigmentos detectam cores. Os bastonetes são mais sensíveis e detectam luz mesmo

que sua intensidade seja pequena. A retina é a membrana fotossensível que reveste a

parede interna do globo ocular. Compõe-se de várias camadas, entre elas a inferior, ou

nervosa (formada por ramificações do nervo óptico). A camada nervosa é responsável

pela visão; compõem-se de cerca de 130 milhões de células, das quais cerca de 100

milhões são os bastonetes – sensíveis à luz e suas mudanças, mas sem sensibilidade à

cor – e cerca de 3 milhões, os cones sensíveis às cores e formas. Enquanto os

bastonetes predominam na periferia da retina, os cones predominam no centro

denominado fóvea retiniana. Do centro da fóvea retiniana sai o nervo óptico, e, neste

ponto, denominado ponto cego não cones ou bastonetes. Na fóvea retiniana existe ainda

uma depressão de aproximadamente 0,4 mm de diâmetro com uma concentração maior

de cones, denominada fóvea centralis. Qualquer imagem projetada nessa depressão

será mais nítida.

9. Os outros meios de refração, os humores aquosos e vítreos, preenchem

respectivamente os espaços entre a córnea e o cristalino e a cavidade central, atrás do

cristalino, sendo o primeiro um líquido e o segundo um material gelatinoso, ambos

transparentes.

10. O cérebro recebe estímulos provenientes dos dois olhos e sobrepõe as imagens de tal

maneira que a pessoa percebe uma imagem única. A visão é o resultado, portanto, do

trabalho dos olhos e do cérebro. Pupila.

Referências

ANDRADE, Maria Hilda de Paiva et. al. Ciência e vida: 7ª série. Belo Horizonte: Dimensão.

2006.

COSTA, A. Ciências e interação: 7ª série. Curitiba: Positivo. 1996.

DÂNGELO, José Geraldo; FATINNI, Carlo Américo. Anatomia humana básica. São Paulo:

Ahteneu, 2005.

HENEIDE, Ibrahim Felippe, Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2006.

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Apêndice D

TEXTO E IMAGENS 2D SOBRE O APARELHO ÓPTICO HUMANO PARA O

TESTE PILOTO V1

Atividade de pesquisa: Texto e imagens bidimensionais do aparelho óptico humano –

O OLHO HUMANO

As estruturas responsáveis por receber os estímulos da visão são os olhos, que os

transmitem para determinadas regiões do cérebro pelo nervo óptico.

Os olhos ficam alojados no crânio facial em cavidades chamadas órbitas oculares.

Cada órbita ocular está ocupada por um globo ocular, pela glândula lacrimal e pelas

estruturas anexas, pelos vasos sanguíneos e pelos músculos que movem o olho, como os

nervos, entre eles o nervo óptico.

Os estímulos detectados pelos olhos são raios de luz, podemos dizer que eles são

fotoreceptores – foto (photo) do latim significa luz.

Os olhos possuem um sistema que causa refração da luz, ou seja, muda a direção da luz

que o atravessa. Essa refração da luz faz com que os raios luminosos cheguem à retina

onde estão os receptores.

Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais

Mestrado em Educação Tecnológica

Aluno: Welerson Rezende Morais

Orientador: Prof. Dr. Ronaldo Luiz Nagem

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