Adoção e difusão de inovações didáticas em disciplinas de física geral : estudos de caso em duas universidades públicas brasileiras

Tornar o ensino centrado nos estudantes tem sido foco de atenções de grande parte da área de pesquisa e ensino de Ciências nos últimos 30 anos. Essa tendência tem origem nos resultados poucos positivos em relação à aprendizagem de conteúdos de Ciências, especialmente de Física, obtidos por meio das abordagens tradicionais. Neste contexto, ressignificar as atividades didáticas, especialmente os métodos de ensino utilizados pelos professores, torna-se, portanto, fundamental. A despeito dos esforços de professores e pesquisadores no desenvolvimento de novos métodos de ensino centrados nos estudantes, a abordagem tradicional ainda é onipresente na prática instrucional universitária, tanto no contexto internacional, quanto nacional. A não adoção de práticas inovadoras por parte dos professores, apesar dos resultados notoriamente positivos obtidos por meio delas, indica que existem muitas barreiras no processo de mudança da prática docente. Por conseguinte, compreender em profundidade o processo de difusão e mudança das práticas de ensino pode contribuir para que novos métodos sejam incorporados com sucesso, tendo sua adoção continuada. É nesse contexto que a presente tese se insere. Em linhas gerais, nossa pesquisa visa investigar, no contexto de duas universidades públicas brasileiras: a adoção de métodos de ensino inovadores centrados nos estudantes, em disciplinas de Física Geral; os fatores que influenciam a adoção e a difusão de tais métodos, em comparação com disciplinas equivalentes de universidades de outros países; os impactos na aprendizagem de conteúdos de Física e nas crenças e atitudes dos estudantes acerca dos métodos de ensino. Para isso, utilizando as orientações metodológicas para estudos de caso de Yin, e embasados pela Teoria de Difusão de Inovações de Rogers, realizamos três estudos de caso, dois exploratórios e um explanatório Os resultados do primeiro estudo evidenciam que o processo de mudança da prática docente foi influenciado pela percepção de uma vantagem relativa frente à prática instrucional anterior, pela compatibilidade entre as crenças de ensino e aprendizagem da professora e os pressupostos básicos dos métodos, pela observabilidade dos resultados obtidos na implementação e pela forma como esses métodos foram inseridos no contexto de ensino, isto é, com suporte de especialistas. Os resultados do segundo estudo apontam que a continuidade da prática inovadora dessa professora variou entre uma adaptação e uma reinvenção dos métodos de ensino centrados nos estudantes Ensino sob Medida (EsM) e Instrução pelos Colegas (IpC). As modificações feitas nos métodos foram balizadas pelas crenças da professora e pela dificuldade de cumprir o cronograma de conteúdos da disciplina. Em termos dos impactos na aprendizagem, nossa análise indica que o desempenho dos estudantes em um teste padronizado foi inferior ao apontado pela literatura. Por outro lado, os métodos contribuíram para um bom engajamento dos estudantes na disciplina, bem como para o desenvolvimento de atitudes positivas em relação ao IpC e ao EsM. O terceiro estudo, realizado em uma universidade diferente dos dois primeiros estudos, identificou que os docentes investigados fizeram uso de variações dos métodos Aprendizagem Baseada em Problemas (ABP), IpC e EsM As modificações nos métodos foram realizadas de acordo com as necessidades específicas dos docentes, pelos contextos de ensino em que se encontravam e pelas suas crenças e experiências anteriores. Ainda em relação à adoção dos métodos, o processo de tomada de decisão de modificar a estrutura da disciplina de Física I, por meio da adoção de uma variação do EsM, foi coletivo, tornando o método uma prática estabelecida após a primeira experiência de seu uso. Segundo os docentes, a adoção dos métodos centrados nos estudantes foi responsável por uma melhora no engajamento e na aprendizagem dos estudantes. Contudo, um resultado negativo apontado pelos docentes foi a cultura que os estudantes desenvolveram em copiar as respostas das denominadas pré-aulas. Inferimos que este resultado está atrelado ao fato de que tais atividades eram avaliadas por grau de correção, e não pelo engajamento dos estudantes. Entre os docentes investigados, a difusão das inovações didáticas se deu por meio de uma estrutura descentralizada, onde um dos professores pode ser compreendido como um inovador local que difundiu os métodos ativos entre seus pares. Compreendemos que o modelo de difusão averiguado foi eficiente, pois a taxa de adoção dos métodos ativos, ou variações deles, foi elevada. Contudo, ressaltamos que a presença de um especialista (agente da mudança) poderia ter evitado a descontinuidade da prática do EsM.Making student-centered teaching has been the focus of a great number of researchers within the area of Science teaching and research over the past 30 years. This tendency has its origin in the few positive results in relation to the learning of Science contents, especially of Physics, obtained through traditional approaches. In this context, re-signifying the didactic activities, especially the teaching methods used by teachers, becomes, therefore, fundamental. Despite the efforts of teachers and researchers in developing new student-centered teaching methods, the traditional approach is still ubiquitous in university instructional practice, both internationally and nationally. The non-adoption of innovative practices by teachers, despite the notoriously positive results obtained through them, indicates that there are many barriers in the process of changing teaching practice. Therefore, an in-depth understanding of the process of dissemination and change in teaching practices can contribute to the successful incorporation of new methods and their continued adoption. It is in this context that this thesis is inserted. In general terms, our research aims to investigate, in the context of two Brazilian public universities: the adoption of innovative student-centered teaching methods, in General Physics disciplines; the factors that influence the adoption and diffusion of such methods, in comparison with equivalent disciplines of universities in other countries; the impacts on the learning of Physics contents and the students' beliefs and attitudes about teaching methods. For this purpose, using Yin´s methodological guidelines for case studies, and based on Rogers' Theory of Diffusion of Innovations, we conducted three case studies, two exploratory and one explanatory The results of the first study show that the process of change in teaching practice was influenced by the perception of a relative advantage over the previous instructional practice, by the compatibility between the teaching and learning beliefs of the teacher and the basic assumptions of the methods, by the observability of the results obtained in the implementation and by the way these methods were inserted in the teaching context, that is, with the support of specialists. The results of the second study indicate that the continuity of this teacher's innovative practice varied between an adaptation and a reinvention of the student-centered teaching methods Just-in-Time Teaching (JiTT) and Peer Instruction (PI). The modifications made in the methods were defined by the beliefs of the teacher and by the difficulty of fulfilling the content schedule of the discipline. In terms of the impacts on the students´ learning, our analysis indicate that the students´ performance on a standardized test was lower than that reported in the literature. On the other hand, the methods contributed to a good students´ engagement with the discipline, as well as to the development of positive attitudes towards the PI and the JiTT. The third study, conducted in a university other than where the first two studies took place, identified that the teachers investigated made use of variations of the methods Problem-Based Learning (PBL), PI and JiTT. The modifications in the methods were made according to the specific needs of the teachers, the teaching contexts in which they were inserted and their previous beliefs and experiences Still, in relation to the adoption of the methods, the decision-making process to modify the structure of the discipline of Physics I, through the adoption of a variation of the JiTT, was collective, making the method an established practice after the first experience of its use. According to the teachers, the adoption of student-centered methods was responsible for an improvement in students' engagement and learning. However, a negative result pointed out by the teachers was the culture that the students developed in copying the answers provided in the so-called pre-classes. We infer that this result is linked to the fact that such activities were evaluated by degree of correction, and not by student engagement. Among the teachers investigated, the diffusion of didactic innovations occurred through a decentralized structure, where one of the teachers can be understood as a local innovator who diffused the active methods among his peers. We understand that the diffusion model verified was efficient, since the rate of adoption of the active methods, or variations of them, was high. However, we emphasize that the presence of a specialist (agent of change) could have avoided the discontinuity of the JiTT practice