Esse estudo teve como ponto de partida a seguinte quetão de pesquisa: Como promover a aprendizagem de sistemas estruturais nos cursos de arquitetura?, e se desenvolveu em dois ciclos, o primeiro fundamentado na problematização e o segundo, na Fenomenografia.
Figura 3.1 - Delineamento da Pesquisa.
Fonte: O autor.
3.1.1 Primeiro Ciclo: Ensino de Sistemas Estruturais
No primeiro ciclo, foram explorados os problemas e os pontos de conceituação da aprendizagem de sistemas estruturais.
a) Problema: dificuldade do aluno de entender e do professor de explicar o funcionamento dos sistemas estruturais
A dificuldade no ensino e na aprendizagem de sistemas estruturais de professores e alunos, no Curso de Arquitetura e Urbanismo, pode estar associada à falta de compreensão dos fundamentos de sistemas estruturais. A estratégia utilizada foi desenvolver instrumentos para explorar a percepção dos alunos dos conceitos fundamentais desses sistemas. Experiências anteriores mostram que muitos estudantes têm dificuldade em compreender os conceitos abstratos envolvidos nas disciplinas de estruturas e acabam sendo incapazes de aplicar os
conceitos de estruturas no contexto das disciplinas de projeto e depois no mundo profissional.
b) Questão: Quais são os problemas/pontos de conceituação da aprendizagem de sistemas estruturais?
Como os alunos desenvolvem seus conceitos de sistemas estruturais? Para responder a essa pergunta, esse estudo parte da premissa de que a condição para se entender o funcionamento dos sistemas estruturais é o aluno conhecer os elementos estruturais básicos.
Como o aluno aprende os conceitos básicos? Quais são os conceitos básicos? Essas questões levaram a estudar e a encontrar caminhos que indicassem os prováveis conceitos básicos fundamentais.
Além disso, deve-se considerar quais são as diferentes abordagens adotadas pelos alunos quando aprendem os conceitos de estruturas; quais parâmetros estruturais fundamentais eles entendem; quais parâmetros estruturais básicos estão aptos a contextualizar e se podem desenvolver conceitos sobre esses parâmetros.
No capítulo cinco, de análise e discussão, serão apresentados alguns resultados observados nas coletas de 2005 sobre esses aspectos.
Considera-se, portanto, que bastaria ao aluno conhecer esses elementos estruturais básicos para entender o funcionamento das estruturas. Com isso, a primeira hipótese foi a de definir esses elementos estruturais básicos, o que nos levou a identificar 5 Parâmetros Estruturais Fundamentais (PEF)” (BALLAROTTI et al., 2007) presentes em todos os sistemas estruturais.
c) Hipótese: a partir do conhecimento dos conceitos básicos, o aluno pode ter condições de entender o funcionamento dos sistemas estruturais.
No primeiro ciclo do estudo, chegou-se à hipótese de que o professor pode explicar e o aluno pode entender o mecanismo de qualquer sistema estrutural a partir de 5 elementos (força externa, vão, reações, forças de tração e compressão e altura útil), conforme se apresenta no capítulo quatro.
a) Resultado: identificação da primeira hipótese: os 5 elementos
Tendo partido da premissa de que a condição para se entender o funcionamento dos sistemas estruturais era principalmente o aluno conhecer os elementos estruturais básicos, chegou-se aos 5 elementos. Com isso, a primeira hipótese foi a de definir esses elementos estruturais básicos, o que levou a identificar 5 Parâmetros Estruturais Fundamentais (PEF)” (BALLAROTTI et al., 2007) presentes em todos os sistemas estruturais.
3.1.2 Segundo Ciclo: Alunos de Arquitetura aprendendo Sistemas Estruturais à luz
da Teoria dos Parâmetros Estruturais Fundamentais e da Fenomenografia.
Nesse ciclo, foram apresentados os procedimentos de como promover o aprendizado de estruturas com a Fenomenografia e a Teoria dos 5 Elementos.
Quando se busca entender melhor o processo de aprendizagem propriamente dito, encontra-se a Fenomenografia (MARTON; SALJO, 1976a, 1976b, 1984), por meio da qual desenvolvem-se os procedimentos de análise baseados no nível de adequação da percepção de cada aluno sobre o fenômeno estrutural. A pesquisa prosseguiu, portanto, focando questões de aprendizagem e utilizando a Fenomenografia com base em Saljo (1979, 1988, 1996), Saljo e Wyndhamn (1990), Marton (1981a, 1981b, 1996), Marton e Booth (1997), Marton, Dall'Alba e Beaty (1993), Marton e Pong (2005), Marton, Runesson e Tsui (2004b), Marton e Saljo (1976a, 1976b, 1984), Marton e Tsui (2004a), Prosser e Millar (1989), Prosser, Walker e Millar (1996) e Prosser et al. (2003).
a) Problema: aprendizagem dos sistemas estruturais com os 5 elementos Esse estudo concentra-se em investigar como dois grupos de alunos do Curso de Arquitetura e Urbanismo da UEL desenvolvem suas ideias sobre sistemas estruturais e examinar como essas ideias evoluem ao longo do curso.
As questões de pesquisa e os instrumentos que serão utilizados para registrar os esses conhecimentos são apresentados a seguir.
b) Questão: como promover a aprendizagem dos alunos de arquitetura com os 5 elementos?
As perguntas de pesquisa segundo as quais esse estudo se desenvolve são: 1) Como as ideias dos alunos sobre os sistemas estruturais se
desenvolvem?
2) Quais (what) são as diferentes abordagens que os alunos adotam ao aprender os conceitos estruturais?
3) Como (how) essas abordagens sobre as estruturas se desenvolvem durante um curso semestral?
4) Quais parâmetros estruturais fundamentais os alunos entendem?
c) Hipótese: o aluno deve não só identificar, mas também relacionar esses cinco elementos entre si, no contexto de cada sistema estrutural.
Na sequência do estudo, percebeu-se que identificar os cinco elementos não era suficiente para entender o mecanismo de cada sistema estrutural. Com isso, surge uma segunda hipótese, que é o aluno não só identificar, mas também relacionar esses cinco elementos entre si, no contexto de cada sistema estrutural, o que levou aos Conceitos Fundamentais de Sistemas Estruturais (CFSE), (BALLAROTTI et al., 2007). Tem-se, portanto, que os CFSE se constituem do Comportamento Estrutural (CE), que abrange o modelo teórico com os elementos físicos e geométricos, do Mecanismo (M), que consiste no mecanismo de tração e compressão do sistema, e do Equilíbrio (E), que consiste no sistema de alavanca de equilíbrio presente em todos os sistemas, o que se constitui nas concepções necessárias para que se entenda o funcionamento de cada sistema estrutural. Com isso irão se estabelecer os níveis de adequação da percepção dos fenômenos a serem observados em cada análise estrutural, de acordo com a identificação (i) e as relações (r) que o aluno desenvolve sobre os 5 elementos.
Através do TED, do TPS e do TRA descritos no item 3.2, o aluno indica por meio de textos e desenhos sua percepção sobre os sistemas estruturais existentes e sobre aqueles que o próprio aluno desenvolve para construir o protótipo de sua equipe de trabalho.
d) Resultado: identificação das diretrizes para o ensino/aprendizagem de sistemas estruturais com a Teoria dos Parâmetros Estruturais Fundamentais.
Com a Teoria dos Parâmetros Estruturais Fundamentais e a aplicação da Fenomenografia, foram encontradas diretrizes que permitem identificar níveis de aprendizagem dos sistemas estruturais. Dessa forma, pôde-se acompanhar e promover a mudança de nível de adequação do aprendizado do aluno por meio das análises desenvolvidas sobre os dados coletados nesse estudo. No capítulo 4, apresenta-se a Teoria dos Parâmetros Estruturais Fundamentais, que se constitui numa abordagem de como são gerados esses elementos de acordo com as leis da física e as demais disciplinas do curso nas quais se estuda a origem de cada um desses elementos.