Construção de conhecimento na área tecnológica : estudo de casos múltiplos sobre a temática circuitos elétricos

Abstract

Essa Tese teve por objetivo investigar a construção do conhecimento de estudantes na área tecnológica a partir do tema circuitos elétricos lineares, procurando responder à questão de pesquisa: “Como os processos cognitivos do sujeito se evidenciam, ou se explicitam, na aprendizagem de circuitos elétricos lineares?”. O referencial teórico utilizado na área de Educação foi a Epistemologia Genética de Jean Piaget e na área de Eletricidade foi a Teoria de Circuitos Elétricos Lineares. A partir desses referenciais elaborou-se proposições teóricas e uma entrevista baseada no método clínico, que visava investigar as explicações dos sujeitos sobre o fenômeno da redução do brilho de uma lâmpada quando da ligação de um chuveiro, durante a simulação do mesmo. Foram realizados estudos de casos múltiplos (YIN, 2001) com dez estudantes do terceiro ano de um curso técnico em eletrônica integrado ao ensino médio. Os resultados indicaram três níveis hierárquicos e sucessivos de explicações, sendo que o terceiro nível foi dividido em dois subníveis. Observei que todos os sujeitos começaram as suas explicações a partir do patamar inicial, e alguns progrediram conforme esses níveis, caracterizando uma psicogênese da compreensão do fenômeno. Identifiquei que a consolidação dos esquemas conceituais dos circuitos elétricos lineares, ou seja, a sua compreensão, bem como o interesse dos sujeitos pelo tema influenciaram o seu desempenho na construção de argumentos mais complexos, completos, sofisticados e mais próximos do significado dos conceitos científicos. Observei, neste processo, as concepções alternativas, que são muito resistentes às mudanças e que produziram contradições entre as predições ou julgamentos e os observáveis. Verifiquei que esses fenômenos somente modificaram o raciocínio dos sujeitos, quando eles haviam construído uma estrutura que permitiu a sua assimilação, bem como quando havia um certo nível de descentração e de interesse. Constatei que essa descentração é fundamental para a evolução da compreensão, pois embora inconsciente, está no âmago das questões de aprendizagem, podendo ser potencializada pelo interesse pelo tema. Observei que quanto menor a capacidade de descentração do sujeito, ou seja, quanto mais egocêntrico for, mais dificuldades terá para desenvolver a compreensão. Verifiquei que, para alguns sujeitos, esse egocentrismo não pode ser superado ao realizar as atividades. Identifiquei que, apesar de aparentemente demonstrarem utilizar o raciocínio lógico formal durante a resolução de problemas, alguns sujeitos apresentaram evidências de não compreenderem o que faziam nem as razões de fazerem, caracterizando um fazer sem compreender, o que leva a se considerar a possibilidade de que a compreensão esteja relacionada com um certo fazer sentido. Particularmente, constatei que essa Tese possibilitou conhecer os processos cognitivos sobre esse fenômeno, proporcionou melhor compreender os conceitos da Epistemologia Genética e permitiu identificar a minha própria psicogênese da compreensão. Por fim, além de identificar possibilidades de novos estudos sobre o pensamento dos adolescentes e a construção do conhecimento na área tecnológica, defendo ter respondido a questão de pesquisa, pois verifiquei que os processos cognitivos se evidenciaram na aprendizagem dos circuitos elétricos lineares através do processo de compreensão do fenômeno da redução do brilho da lâmpada, quando da ligação do chuveiro.

The aim of this thesis is to investigate the construction of knowledge in students from the field of Technology, based on the topic of linear electrical networks, to answer the research question: “How the subjects’ cognitive processes are expressed, or manifested, when they learn about linear electrical networks?”. The theoretical framework involved the field of Education, with Jean Piaget’s Genetic Epistemology, and the field of Electricity, with the linear network theory. Theoretical propositions were then formulated, as well as an interview based on the clinical method, which aimed to investigate the subjects’ explanations for the dimming of a lamp when a shower is turned on, during a simulation of that action. Multiple case studies (YIN, 2001) were conducted with ten students who were in the third year of a technical course in Electronics which was integrated with secondary school. The results indicated three hierarchical and successive levels of explanations, the third one being divided into two sublevels. It was observed that all subjects started their explanations from the initial level, and some progressed according to those levels, characterizing a psychogenesis of the understanding of that phenomenon. The consolidation of the conceptual schemes related to linear electrical networks, that is, the subjects’ understanding of them, and the subjects’ interest in the topic were identified as influential in their performance when they presented arguments that were more complex, complete, sophisticated and closer to the meaning of the scientific concepts. In this process, it was also possible to observe alternative concepts, which were very resistant to change and produced contradiction between the subjects’ predictions or judgements and the observable data. These phenomena only modified the subjects’ reasoning when they had constructed a structure that allowed their assimilation, and also when there was a certain level of decentration and interest. This decentration, I have concluded, is fundamental to the evolution of understanding, because, although unconscious, it is in the core of learning issues, and it can be enhanced by the subjects’ interest about the topic they are learning. Those who were less able for decentering – that is, those who were more egocentric – had more difficulties in their process of understanding the phenomena. Despite their apparent use of formal logical thinking when solving problems, some of the subjects showed signs of not understanding what they were doing nor the reasons for what they were doing, characterizing a doing without understanding, which leads to the possibility that understanding is related to a certain ability for making sense. In doing this thesis, I could understand more clearly the cognitive processes related to this phenomenon and the Genetic Epistemology’s concepts. It allowed me to identify my own psychogenesis of understanding. Finally, besides identifying the possibilities for new studies on the thinking process of adolescents and the construction of knowledge in the field of Technology, I believe to have answered the research question, since the cognitive processes were expressed in the learning of linear electrical networks through the process of understanding the dimming of a lamp when a shower was turned on.

Esta tesis tuvo como objetivo investigar la construcción del conocimiento de los estudiantes en el área tecnológica desde el tema de los circuitos eléctricos lineales, tratando de responder a la pregunta de investigación : " ¿Cómo los procesos cognitivos de la persona son evidentes o quedan explicitos cuando del aprendizaje de los circuitos eléctricos lineales ? " . El marco teórico utilizado en el campo de la educación fue la Epistemología Genética de Jean Piaget y en el área de la Electricidad fue la Teoría de Circuitos Eléctricos Lineales. Sobre la base de estas referencias se elaboró proposiciones teóricas y una entrevista basada en el método clínico, cuyo objetivo era investigar las explicaciones de los sujetos respecto al fenómeno de la reducción de la luminosidad de una lámpara al ser incendida una ducha, durante la simulación del mismo. Se llevaron a cabo estudios de casos múltiples (Yin, 2001) con diez estudiantes del tercer año de los técnicos en electrónica de la escuela secundaria. Los resultados muestran tres niveles jerárquicos y sucesivos de explicaciones, y el tercer nivel se ha dividido en dos sub- niveles. Todos los sujetos comenzaron sus explicaciones desde el nivel inicial, y algunos han progresado según esos niveles, lo que caracterizó una psicogénesis de la comprensión del fenómeno. Identifiqué que la consolidación de los esquemas conceptuales de los circuitos eléctricos lineales, es decir, la comprensión y el interés de los sujetos por el tema influyeron en su desempeño en la construcción de los argumentos más complejos, completos, sofisticados y más cerca de los significados de los conceptos científicos. Observé, en el proceso, las concepciones alternativas, que son mucho más resistentes a los cambios y han producido contradicciones entre las predicciones o juicios y los observables. Me encontré con que estos fenómenos solamente modificaron el razonamiento de los sujetos cuando los mismos habían construido una estructura que permitió su asimilación, así como cuando se produjo un cierto nivel de descentramiento y del interés. Me pareció que esta descentralización es fundamental para la evolución de la comprensión, pues aún inconsciente, está en el corazón de los problemas de aprendizaje, lo que puede ser aún mayor debido al interés en el tema. Me di cuenta de que cuanto menor sea la capacidad de descentración del sujeto, es decir, cuanto más centrado en sí mismo sea, más difícil será el desarrollo de la comprensión. He descubierto que, para algunos sujetos este egocentrismo no puede ser superado mediante la realización de actividades. Identifiqué, aunque aparentemente parezcan estar usando el razonamiento lógico formal para la resolución de problemas, algunos sujetos mostraron evidencia de no entender lo que estaban haciendo tampoco de las razones para hacer caracterizando, un hacen sin entender, lo que lleva a considerar la posibilidad de que la comprensión estea relacionada con un cierto hacer sentido. En particular, constaté que esta Tesis permitió conocer los procesos cognitivos respecto a este fenómeno , además de presentar condiciones de entender mejor los conceptos de Epistemología Genética e identificar la psicogénesis de mi propio entendimiento. Además de la identificación de posibilidades para nuevas investigaciones sobre el pensamiento de los adolescentes y de la construcción del conocimiento en el área de la tecnología, yo defiendo haber respondido a la pregunta de investigación, porque me di cuenta de que los procesos cognitivos se evidencian en el aprendizaje de los circuitos eléctricos lineales a través del proceso de comprensión del fenómeno de reducir el brillo de la lámpara cuando se conecta la ducha.