Neurociências e aprendizagem: o papel da experimentação no ensino de ciências

Abstract

A educação brasileira tem como grande desafio promover uma educação para todos, sendo imprescindível que os professores recorram a alternativas metodológicas que permitam estimular a inteligência individual de cada aluno. Nesse sentido, os conhecimentos sobre o funcionamento do cérebro podem constituir contribuição importante para a educação. Para a neurociência cognitiva, aprendizagem e memória estão fortemente relacionadas, uma vez que a memória é o substrato orgânico para que ocorra a aprendizagem. Aprender envolve armazenar informações no cérebro e posteriormente resgatar representações mentais, recordando ou reconhecendo experiências anteriores, caracterizando um traço de memória que será subsídio para novas aprendizagens. Considerando que quanto maior o número de estímulos sensoriais, maior a possibilidade de ampliação do engrama e, consequentemente, das dicas de evocação de memória, através do uso de atividades multisensoriais podemos oportunizar aprendizagens mais complexas. No que diz respeito ao ensino de ciências, as aulas práticas, em especial as que envolvem experimentos, as quais são frequentemente apontadas como essenciais, destacam-se pela propriedade de envolver dois ou mais sentidos, apresentando também como estratégia de ensino com potencial para agregar vários indivíduos no mesmo contexto educativo. Nesse cenário, emerge o estudo aqui apresentado, o qual teve como ponto de partida o seguinte questionamento como as atividades práticas que envolvem experimentos interferem na atividade cerebral? O trabalho objetivou analisar a influência dos experimentos na aprendizagem, tomando como referência aspectos neurobiológicos. Para tal, foi necessário identificar a atividade cerebral dos sujeitos diante de uma situação pedagógica fundamentada na demonstração de um experimento realizado pelo pesquisador, diante da realização de um experimento pelos próprios sujeitos e diante da demonstração de um experimento já visualizado e já realizado anteriormente por eles mesmos; comparar a influência das situações de aprendizagens na ativação do cérebro; comparar o desempenho cognitivo e a percepção sensorial após atividade de observação e de realização de um experimento; analisar as causas de possíveis diferenças nos resultados nas diferentes situações pedagógicas adotadas. Constituíram amostra da pesquisa 3 alunos, de 13 anos, matriculados no 8º ano do ensino fundamental de uma escola particular de Rio Grande/RS. A coleta de dados ocorreu durante 5 dias e envolveu a captura de imagens cerebrais dos sujeitos diante de três situações pedagógicas propostas (observação de experimento, realização de experimento e observação de experimento já observado e realizado pelo próprio indivíduo), através de técnica não invasiva, com utilização do equipamento Emotiv Epoc. A partir dos resultados concluiu-se que as atividades práticas que envolvem experimentos tem ações positivas na aprendizagem, o que corrobora as tendências atuais a respeito do uso da experimentação no Ensino de Ciências. Ressalta-se, entretanto, que apesar da observação também ser fonte de construção de conhecimento, os resultados demonstram que a aula de experimentação em que o sujeito faz o experimento, além de envolver o indivíduo positivamente, exige mais esforço cognitivo, ampliando as chances de manter e/ou evocar informações na memória. Ainda que a pesquisa seja um estudo insipiente, os achados contribuem para sustentar uma visão positiva dessa prática pedagógica, apontando também a necessidade do professor pensar numa proposta construtivista do ensino, pois é ele quem vai dar qualidade às situações de aprendizagem, já que ter o estímulo sensorial é uma condição de possibilidade, mas não uma garantia de que ele aprenda.

Brazilian education has the challenge to promote education for all, and essential that teachers resort to alternative methodological allowing stimulate individual intelligence of each student. In this sense, knowledge about the functioning of the brain may be an important contribution to education. For cognitive neuroscience, learning and memory are closely related, since memory is the organic substrate for learning to occur. Learning involves storing information in the brain and subsequently redeem mental representations, recalling or recognizing previous experiences, featuring a memory trace that is subsidy for new learning. Considering that the greater the number of sensory stimuli, the greater the possibility of expanding the engram and thus the tips of memory recall, through the use of activities can oportunizar multisensory learning more complex. Regarding to science teaching, practical classes, especially those involving experiments, which are often highlighted as essential for property stand out to involve two or more senses, presenting also as a teaching strategy with potential to add several individuals in the same educational context. In this scenario, emerges the study presented here, which had as its starting point the following question as practical activities that involve experiments interfere with brain activity? The study aimed to analyze the influence of the experiments on learning with reference to neurobiological aspects. For this it was necessary to identify the brain activity of the subjects in a situation based on pedagogical demonstration of an experiment conducted by researcher before conducting an experiment by the subjects themselves and on the demonstration of an experiment has already seen and done previously by themselves; characterize how each teaching situation can interfere with learning, analyze the possible causes of differences in educational outcomes in different situations adopted; compare the influence of learning situations in brain activation; compare the performance of cognitive and sensory awareness activity after observation and conducting an experiment, analyze the causes of possible differences in outcomes in different teaching situations adopted. Constituted the research sample 3 students, age 13, enrolled in the 8th grade of elementary school to a private school in Rio Grande / RS. Data collection took place over 5 days and involved the capture brain images of subjects on three proposed pedagogical situations (observation experiment, conducting the experiment and observation of the experiment observed and performed by the individual himself), through noninvasive technique, with use of the equipment Emotiv Epoc. Based on the results it was concluded that the practical activities that involve experiments on learning has positive actions, which corroborates the current trends regarding the use of experimentation in science education. It is noteworthy, however, that despite the observation also be a source of knowledge construction, the results show that the class of experiments in which the subject does the experiment, besides involving the individual positively, requires more cognitive effort, increasing the chances of maintain and / or recall information in memory. Although the research is a study incipient, the findings contribute to sustaining a positive view of this pedagogical practice, also pointing to the need to think of a constructivist teacher education, for it is he who will give quality to learning situations, since they have sensory stimulus is a condition of possibility but not a guarantee that he learns.