PROPOSTA DE MAPEAMENTO DE CONHECIMENTOS

PROPOSTA DE MAPEAMENTO DE CONHECIMENTOS BASEADA NO DIAGNÓSTICO DA COMPREENSÃO DE CONCEITOS DE GENÉTICA FUNDAMENTAL

Biologia Ensino Médio Curso superior Concurso Genética
PROPOSTA DE MAPEAMENTO DE CONHECIMENTOS
Milena B.
em 12 de Maio de 2019

PROPOSTA DE MAPEAMENTO DE CONHECIMENTOS BASEADA NO DIAGNÓSTICO DA COMPREENSÃO DE CONCEITOS DE GENÉTICA FUNDAMENTAL 


Dados sobre o letramento cientifico da população moradora de regiões metropolitanas com no mínimo a 4ª série/5º ano do ensino fundamental concluídos evidenciam as dificuldades na interpretação de informações de natureza cientifica (Garcia et al, 2014 - Abramundo). Cerca da metade da amostra estudada (48%) apresentou letramento cientifico rudimentar. Escores do desempenho dos estudantes do ensino médio em ciência, matemática e leitura são significativamente inferiores aos de países da OCDE (Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico) (INEP, 2016). Estes dados demonstram falhas preocupantes na assimilação de conteúdos de natureza científica. Em sistemas de ensino de países de elevado nível socioeconômico e em cursos de nível superior tem se detectado a existência de falhas conceituais ou incompreensões no conteúdo de ciências biológicas entre os estudantes (Ziegler & Montplaisir, 2015; Waldrop, 2015; Colley & Tanner, 2015; Steawart 1989; Steawart 1990; Dikmenli, 2010; Gobert et al, 2011). No entanto, pode haver a aquisição de habilidades metacognitvas, ao reconhecerem o que não sabem, agindo de forma a reduzir lacunas existentes. Podem existir, sobretudo, discrepâncias entre a autopercepção do conhecimento do aluno e o que ele realmente sabe sobre determinado tema em particular (Ziegler & Montplaisir, 2015). A forma como o professor atua em relação ao estudante e como este se comporta em relação ao seu próprio conhecimento são de extrema importância para o ensino. A partir dos estudos da Teoria da Aprendizagem Significativa de Auzubel, compreende-se a necessidade de conhecer o aprendiz, o contexto no qual está inserido, seu conhecimento prévio e seus conceitos (incluindo os equivocados) a respeito do mundo.
2 OBJETIVOS

2.1 Objetivo Geral

Realizar uma proposta de mapeamento de conhecimentos baseada no diagnóstico da profundidade de conceitos biológicos fundamentais de estudantes de uma escola médica padrão.

2.2 Objetivos Específicos:

 Determinar se o estudante conceitua e aplica os conhecimentos fundamentais de genética adquiridos;  Avaliar quais temáticas do questionário e quais as afirmações se concentram os erros, acertos e indecisões, assim como o peso destes;  Verificar se o estudante diferencia questões sérias de questões sem sentido;  Realizar uma proposta de mapeamento dos conhecimentos baseada nos resultados obtidos no questionário de genética fundamental e nos gráficos da Análise de Componentes Principais (PCA);  Investigar os conhecimentos sobre antioxidantes que estudantes de graduação em Saúde apresentam;  Determinar os erros, indecisões e acertos dos estudantes a respeito de afirmações subdivididas em categorias químicas, farmacológicas e midiáticas em questionário sobre conhecimentos de antioxidant;  Realizar um levantamento dos principais sites de jornais de circulação no Brasil com o termo “antioxidante”, a fim de verificar as principais concepções divulgadas pela mídia de grande circulação nacional.
3 PROCEDIMENTOS

3.1 Participantes:

Um total de 125 estudantes de graduação em Nutrição participaram do estudo no ano de 2016. A participação do estudo foi voluntária e envolveu estudantes do 3º período do curso de Nutrição da Faculdade de Medicina do ABC (FMABC) na faixa etária de 20 a 22 anos. Nesta etapa do curso, os estudantes já cursaram duas disciplinas relacionadas aos conhecimentos de genética: Genética Humana Básica e Genética Aplicada à Nutrição Humana, ministradas no 1º e 2º período, respectivamente. Tratou-se de um público estudantes representativos em que se espera que o padrão de respostas seja o mais próximo dos acertos e que estes diferenciem questões sérias de questões sem sentido (Non-sense) de genética. A análise foi realizada com um público de estudantes caracterizado pela diversidade em sua composição em relação ao nível socioeconômico, se comparado aos estudantes de outras universidades públicas e privadas do Estado de São Paulo. A faculdade situa-se na cidade de Santo André, no Grande ABC, região, cujos municípios apresentaram elevados IDH-M (Índice de Desenvolvimento Humano Municipal), dentre eles, o de São Caetano do Sul, o maior IDH-M do Brasil, também pertencente à região metropolitana de São Paulo. Afirmações sobre conhecimentos fundamentais de genética com um formato diferente da basilar constaram em um questionário destinado a um público correspondente ao 1º quartil de qualidade do aluno de ensino superior, durante o segundo semestre do ano de 2016 de uma faculdade de Medicina padrão.

3.2 Desenho Experimental:

Desenvolveu-se um questionário de conhecimentos fundamentais de genética, que foi distribuído aleatoriamente entre os estudantes do curso de Nutrição. Os módulos abordados foram aqueles considerados como os mais relevantes, incluindo: Ácidos Nucleicos, Transcrição, Divisão Celular e Citogenética. Cada questionário possuía 33 afirmações de genética básica, que foram elaboradas com certa redundância para verificar coerência e diferente da forma basilar para que se pudesse distinguir uma simples memorização de uma compreensão adequada do conteúdo.
As questões foram agrupadas em 4 temáticas ou subtemas (tabela 2): Fatores Genéticos (Genetic), Expressão e Diferenciação celular (Cellular), Integração de Níveis de Representação e Noções de Dimensão (Integrative) e uma quarta temática denominada “Non-sense” (afirmações que se tratavam de termos sem sentido biológico). Através da temática “Genetic” se verificou se o estudante aplica conhecimentos científicos de genética adquiridos durante o curso de graduação ou acata termos comuns presentes na mídia. Na temática “Cellular” determinou-se se o estudante sabe conceitos, princípios e mecanismos de genética. Através do subtema “Integrative” investigou-se se o estudante integra ou é capaz de integrar os níveis molecular (microscópico), macroscópico e o nível simbólico. O quarto subtema denominado Non-sense” foi incorporado fim de verificar se o estudante distingue questões sérias de genética de questões sem sentido. Ao analisar as afirmações deste subtema o estudante não teria como lembrar no momento de responder o questionário que tais afirmações seriam de determinado assunto, pois estas não se tratariam de recuperação de memória episódica. Com isso, neste estudo, o cenário esperado era que houvesse o máximo possível de acertos nas respostas e que o estudante fosse capaz de diferenciar questões sérias de genética de questões sem sentido.


Tabela 2. Afirmações do questionário de genética fundamental por subtema:
Fatores Genéticos (“Genetic”) 1 Fatores genéticos de influenciam os níveis colesterol em humanos. 5 O DNA está presente em todas as nossas refeições. 9 O consumo de alimentos transgênicos causa mutações em nosso DNA. 13 Para eliminar os efeitos do consumo exagerado de lipídios deve-se fazer uma dieta detox. 17 Somente os genes são responsáveis pelas características dos seres vivos. 21 A informação genética trazida pelos genes não está sujeita a alterações ao longo da vida. 25 Toda mutação será transmitida para os filhos.
Expressão e Diferenciação Celular (“Cellular”) 2 Transcrição é sinônimo de síntese de RNA. 6 Todas as células nucleadas de um organismo contêm o genoma completo desse organismo. 10 As células musculares possuem apenas os genes necessários para que ela seja uma célula muscular. 14 Todas as células nucleadas de um organismo possuem o gene da insulina, que é uma proteína. 18 A mitose é o processo de divisão celular que gera duas células-filhas idênticas à célula-mãe. 22 Nosso organismo possui células diferentes, pois cada tipo de célula tem genes diferentes. 26 Quando ocorre uma mitose, o material genético das células filhas cai pela metade. 27 Os gametas têm menos material genético que as células somáticas. 29 O crossing over é um fenômeno que envolve cromossomos homólogos. Integração de Níveis de Representação e Noções de Dimensão ( “Integrative”) 3 É possível comprar DNA purificado em frascos. 7 É possível construir genes em laboratório. 11 É possível comprar A, T, C, G e U purificados em frascos. 15 Cromossomos são visíveis por microscopia óptica. 19 Pode-se comprar ATP em pó. 23 Os genes podem ser vistos ao microscópio. 28 Nosso genoma é constituído por uma única estrutura de DNA. 30 O número de moléculas de DNA de uma célula é igual ao dobro do número de cromossomos. 31 A, T, C e G são representações de moléculas que compõem o DNA. 32 A informação genética nada mais é do que uma sequência de moléculas que compõem uma molécula ainda maior chamada DNA. 33 Os cromossomos são compostos por DNA.
“Non-sense” 4 As moléculas que codificam o material genético são classificados como DNA, DNB e DNC. 8 O DNC é composto por A, T, C e B. 12 O DNB existe apenas em bactérias. 16 Vírus não são considerados seres vivos, porque não têm ácidos nucléicos. 20 Todos os seres vivos possuem material genético. 24 Um novo animal identificado na natureza com certeza terá material genético.

3.3 Proposta metodológica de mapeamento de conhecimentos de grupos de estudantes

Neste estudo, analisou-se os dados de uma forma diferente da literatura com um questionário que abordou aspectos de ensino de genética necessários aos cursos de graduação em saúde. Diferentes desempenhos do aluno em genética básica, mas também em outros conteúdos de ensino e seus respectivos subtemas são esperados em diferentes realidades de ensino, como por exemplo, países desenvolvidos como a Suécia, países em desenvolvimento pertencentes aos BRICs como o Brasil e países extremamente pauperizados como o Haiti, considerando-se uma relação direta do nível socioeconômico com a instrução dos estudantes. Com isso, uma proposta baseada no diagnóstico da compreensão dos conhecimentos fundamentais de genética, através de uma metodologia que verifique os pesos dos principais erros, acertos e indecisões de determinado conteúdo e em quais temáticas se concentram se apresenta como uma possibilidade de direcionar a intervenção de ensino do professor em distintas realidades. Neste estudo, também se buscou verificar o quanto o estudante consegue diferenciar afirmações sérias de genética básica de afirmações sem sentido. Com a obtenção do mapeamento dos conhecimentos de um determinado grupo estudantil, o professor pode planejar uma intervenção de ensino de acordo, para que os estudantes sejam capazes de avançar com maior segurança em conteúdos de ensino em saúde posteriores.

4.4 Análise Estatística

A análise dos dados foi realizada com o uso do software estatístico R. As respostas obtidas no questionário foram ordenadas em respostas erradas, corretas e indecisões. Realizou-se o teste de significância Q2 e a Análise de Componentes Principais (PCA), em que se visualizou uma ordenação dos dados obtidos e a classificação dos dados a partir de um dendograma.

4 RESULTADOS

Para análise das afirmações do questionário de conceitos fundamentais de genética foram consideradas respostas de indecisão as seguintes opções: possivelmente verdadeiro (PV), possivelmente falso (PF) e não sei (NS). Na figura 1, através da análise do teste Q2 de uma matriz inteira dos subtemas verificou-se que não há associação entre um padrão de respostas corretas e os diferentes subtemas, o mesmo ocorre para as indecisões. Somente quando se analisa as respostas erradas, verifica-se uma leve associação no padrão de respostas (p=0,02) com o subtema Non-sense. Demonstra-se que há uma fragilidade conceitual preocupante entre os estudantes em relação a conteúdos de genética básica. As afirmações da temática Genetic quando analisadas através dos subtemas apresentaram um percentual elevado de erros (29%) e de indecisões (33%). Entre estas afirmações estava a questão 17 do questionário: “Somente os genes são responsáveis pelas características dos seres vivos” (29% de erros), (36% de indecisões). Este dado revela incompreensões do papel da molécula da proteína enquanto um produto do código genético, imprescindível na expressão das características dos seres vivos como um todo. Neste subtema constava a afirmação 9, que diz que o consumo de alimentos transgênicos causa mutação em nosso DNA (37% de erros) (51% indecisões). A afirmação 21 do questionário de genética, que cita que “a informação genética trazida pelos genes não está sujeita a alterações ao longo da vida” também apresentou um alto percentual de erros (36%) e indecisões (34%). É perceptível, neste caso, que os estudantes apresentam dificuldades relacionadas aos conhecimentos sobre expressão de uma mutação gênica, ligada aos processos metabólicos do envelhecimento e a influência de fatores ambientais. No subtema “Cellular” entre as afirmações que os estudantes mais erraram e apresentaram indecisões constou a que “Nosso organismo possui células diferentes pois cada tipo de célula tem genes diferentes (41% de erros), (37% de indecisões). Este dado evidencia a incompreensão conceitual de que a informação genética de todos os núcleos de células somáticas de um organismo dado seja a mesma, mas que se interpreta de forma distinta nas células dos diferentes tecidos. O subtema “Integrative” apresentou um percentual elevado de erros (29%), igualando-se ao subtema “Genetic”.


Ao analisarmos as respostas erradas na figura 3 em um dos extremos do gráfico da PCA visualiza-se as afirmações 3, 15 e 19 pertencentes à temática “Integrative” no mesmo grupo de erros. Com isso, assuntos desta temática deveriam se apresentar com maior ênfase no planejamento das aulas de genética básica em cursos de graduação em saúde, pois se tratam de conteúdos que os estudantes apresentam incompreensões. Visualiza-se também respostas indecisas pertencentes ao “Non-sense”, um dado preocupante já que este subtema se trata de assuntos sem qualquer sentido biológico. Entre as afirmações corretas na figura 3 novamente se visualizou a falta de padrão, com as principais questões do extremo do gráfico pertencendo a subtemas diferentes do questionário de genética básica. Através da análise do “Non-sense” percebe-se que ocorreu uma pequena alteração no padrão de respostas, no entanto não se alterou a aleatoriedade. Através da análise da Figura 4, observa-se um reforço no padrão observado anteriormente. É possível que há uma correspondência entre o gráfico PCA e o dendograma ao estabelecer uma linha de corte imaginária em 0,5. A semelhança dos ramos demonstra que há homogeneidade entre os grupos.


5 DISCUSSÃO E CONCLUSÃO 

Têm-se investigado a forma como o estudante organiza as ideias biológicas, se é mais profunda ou superficial, se possui habilidades de alfabetização científica e tomada de decisão baseada em evidências. Aponta-se ainda que a compreensão conceitual requer a habilidade para criar uma rede de conhecimentos, idealmente em uma perspectiva interdisciplinar, a fim de transferir e aplicar tais conhecimentos em contextos diversos. Neste sentido, conforme aponta Luckie (2017) a utilização de inventários de conceitos com questões específicas e o aprendizado de ferramentas matemáticas, estatísticas, computacionais possuem grande relevância para o ensino em ciências biológicas e consequentemente para o ensino em saúde. É possível, sobretudo, estabelecer uma proposta de mapeamento de conhecimentos baseada no diagnóstico obtido na mensuração dos dados. Sabendose em quais os assuntos os erros se concentram, o professor intervém no sentido de solucionar estas incompreensões específicas. Neste estudo, as temáticas em que o professor deveria focar sua intervenção deveriam ser principalmente “Integrative” e “Genetic”. Uma sequência didática que aprimore as noções de dimensão das moléculas e possibilite uma melhor integração dos níveis de representação macro, microscópico e simbólico podem possibilitar um melhor aprendizado de conteúdos posteriores em genética. Debruçar-se na problematização de termos e concepções errôneas comuns na mídia sobre assuntos de genética pode evidenciar inconsistências durante o ensino e reduzir a ocorrência de erros neste aspecto. Atualmente há pesquisas de ensino em ciências biológicas no sentido de diagnosticar qualitativa e quantitativamente o que o estudante sabe. Avalia-se a expertise dos estudantes através da utilização de inventários de conceitos capazes de diferenciar rapidamente estudantes novatos de especialistas baseando-se em princípios bem fundamentados. Pode-se elaborar questionários como este em que o formato é um pouco diferente da forma como é comumente transmitido no sistema de ensino vigente, em que se realiza análise e validação semântica, coeficiente alfa de Cromback, análise de componentes principais (PCA), fatorial, considerando-se sobremaneira o número da amostra (n) utilizada no estudo. Um mapeamento realizado nesta perspectiva pode poupar um tempo que seria dispendido e apresentarse como uma espécie de “pré-requisito” de uma disciplina de ensino biológico.

 É possível realizar uma proposta de mapeamento de conhecimentos de um grupo de estudantes baseando-se no diagnóstico de conceitos em um formato diferente do que é normalmente reproduzido no cotidiano do sistema de ensino. Poderia verificar-se o quanto os estes erros se reproduzem no decorrer do processo de ensino, realizando a aplicação do questionário e da análise do seu resultado no início e no fim do curso de graduação em saúde, obtendo-se assim um mapeamento preciso dos conhecimentos de diferentes grupos de estudantes.  Aulas da disciplina de genética básica em cursos de graduação, mas também de outras disciplinas de Ciências Biológicas, como bioquímica podem ser planejadas realizando-se o mapeamento dos estudantes baseado no diagnóstico mensurado considerado realidades de distintos níveis socioeconômicos e investimentos em educação. Estudos sobre a expertise dos alunos sobre conteúdos de natureza biológica e bioquímica em diferentes níveis de escolaridade de cursos da área de ensino em saúde, que realize validação semântica de questionário e criteriosas revisões sistemáticas poderiam ser elaborados neste sentido

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