Turnitin - Como a Aprendizagem Baseada em Perguntas Desenvolve o Pensamento Crítico nas Disciplinas STEM

A aprendizagem baseada em perguntas é uma abordagem focada no aluno para a educação em STEM – projetada para melhorar o desenvolvimento dos estudantes em pensamento crítico, criatividade e habilidades de resolução de problemas.

Diferente da instrução tradicional liderada pelo professor, a aprendizagem baseada em perguntas aproveita a curiosidade natural dos estudantes e os convida a fazer perguntas, criar experimentos e tirar suas próprias conclusões.

Pesquisas demonstram que essa abordagem prática e exploratória torna o aprendizado mais envolvente e melhora os resultados dos alunos.

Mas a aprendizagem baseada em perguntas não apenas aprimora o desenvolvimento de habilidades críticas e o domínio das matérias.

Na era da IA na educação, ela também reduz as oportunidades de plágio e incentiva o trabalho original, apoiando ainda mais o crescimento intelectual dos alunos.

Aqui está o que você precisa saber sobre a aprendizagem baseada em perguntas – incluindo o que é, por que funciona e como introduzi-la na sua prática de ensino.

O que é aprendizagem baseada em perguntas no contexto de STEM?

A aprendizagem baseada em perguntas em STEM é uma alternativa aos métodos tradicionais de ensino didático. O objetivo da aprendizagem baseada em perguntas é aumentar o envolvimento dos alunos com, e o domínio de, um tópico por meio de experiência prática e pensamento crítico.

Em vez de os alunos serem receptores passivos de informações e repetidores de fatos decorados, eles se tornam exploradores ativos na sala de aula. Eles fazem perguntas, formulam hipóteses e experimentam para encontrar respostas.

A aprendizagem baseada em perguntas (ABP) incentiva os alunos a ir além da compreensão superficial e desenvolver uma compreensão mais profunda dos conceitos centrais de STEM. No processo, os alunos também desenvolvem habilidades essenciais como resolução de problemas, pensamento crítico e inovação. Isso não só apoia o aprendizado futuro e os resultados educacionais, mas também prepara os alunos para aplicações profissionais, o que beneficia a sociedade e a economia como um todo.

Na ABP, o papel do professor também se transforma. Você se torna um facilitador e orientador – em vez de simplesmente transmitir informações – ajudando os alunos a navegar em sua jornada de aprendizagem. Como resultado, a ABP pode aumentar a satisfação tanto de educadores quanto de alunos.

Os benefícios da aprendizagem baseada em perguntas na sala de aula Há uma abundância de pesquisas sobre os benefícios da aprendizagem baseada em perguntas na sala de aula. A ABP provou melhorar os resultados de aprendizagem – desde a educação primária até o ensino superior – incluindo:

• Habilidades críticas aprimoradas – incluindo resolução de problemas, inovação, comunicação e colaboração (Lai, 2018)
• Maior criatividade científica – particularmente originalidade, flexibilidade e fluência (Kirici e Bakirci, 2021)
• Maior compreensão conceitual (Bakirci, Kirici e Kara, 2022)

A aprendizagem baseada em perguntas também melhora o envolvimento dos alunos e a satisfação com o ensino – provado por melhorar os resultados de aprendizagem – com os alunos descrevendo a ABP como divertida, emocionante e estimulante o espírito de equipe (Attard, Berger e Mackenzie, 2021).

Mas não são apenas os alunos que se beneficiam da ABP. Pesquisas mostram que também melhora as relações professor-aluno e os repertórios pedagógicos, em comparação com os métodos tradicionais de ensino de STEM (Attard, Berger e Mackenzie, 2021).

Exemplos de aprendizagem baseada em perguntas em STEM Aqui estão dois exemplos de como a aprendizagem baseada em perguntas pode ser aplicada no ensino de STEM.

Exemplo de aprendizagem baseada em perguntas – Biologia Método de ensino tradicional: Os alunos aprendem a estrutura celular por meio de palestras e estudo de diagramas em um livro didático. O produto desse aprendizado é a memorização de componentes celulares e suas funções.

Método de aprendizagem baseada em perguntas:

Os alunos observam diferentes células através de um microscópio e formulam experimentos para responder a perguntas como "Como as células animais e vegetais diferem?". O produto desse aprendizado é o conhecimento sobre a estrutura celular, experimentação e análise de dados.

Exemplo de aprendizagem baseada em perguntas – Tecnologia da Informação Método de ensino tradicional: Os alunos recebem instrução direta sobre linguagens de programação, focando principalmente na sintaxe e realizando exercícios de livro didático. A ênfase é em replicar códigos, não em suas aplicações práticas.

Método de aprendizagem baseada em perguntas: Os alunos são apoiados no desenvolvimento de um aplicativo simples, incluindo pesquisa com usuários, idealização e trabalho em equipe para projetar e programar o aplicativo – talvez trabalhando com um patrocinador da indústria. A ênfase está na aplicação prática e nas habilidades profissionais do mundo real.

Por que o pensamento crítico é essencial em STEM – e qual é o impacto da IA? O pensamento crítico é essencial em STEM porque permite que os alunos analisem problemas, avaliem evidências e desenvolvam soluções inovadoras – habilidades essenciais para o sucesso educacional e profissional.

O desenvolvimento de habilidades críticas não é apenas um imperativo para educadores, mas para a sociedade como um todo. Desafios globais como mudanças climáticas e sustentabilidade precisam de inovadores, solucionadores de problemas e pensadores críticos para resolvê-los.

De acordo com os pesquisadores, a importância de cultivar habilidades cognitivas – especialmente para alunos incumbidos de sintetizar, avaliar e formar argumentos – não pode ser exagerada (Kaeppel, 2021). No entanto, com o aumento do acesso à assistência da IA, essas habilidades estão em risco.

O impacto da IA no pensamento crítico na educação em STEM A IA pode prejudicar o pensamento crítico ao fornecer respostas instantâneas aos alunos, desencorajando um pensamento e análise mais profundos.

Quando os alunos recorrem à IA para soluções rápidas – talvez devido à pressão acadêmica ou falta de clareza sobre o uso adequado da IA no aprendizado – eles deixam de lado seus processos de pensamento crítico.

Pesquisas mostram que a dependência excessiva da IA prejudica as habilidades cognitivas dos alunos, impactando negativamente o pensamento crítico, inovação e resolução de problemas (Zhai, Wibowo e Li, 2024).

Felizmente, a aprendizagem baseada em perguntas oferece uma solução que ajuda a desenvolver habilidades de pensamento crítico em STEM e a manter a integridade acadêmica.

Como a aprendizagem baseada em perguntas desenvolve habilidades de pensamento crítico essenciais na era da IA?

A aprendizagem baseada em perguntas foca no processo de aprendizagem, não apenas no produto. A ABP incentiva os alunos a questionar suposições, testar hipóteses, criar soluções inovadoras e testar sua compreensão.

Os alunos são recompensados por sua capacidade de questionar, explorar e se envolver criticamente com o tópico – não apenas por serem capazes de apresentar "a resposta certa" no exame final.

Equipados com uma compreensão mais profunda dos conceitos centrais – e maior confiança em sua capacidade de aplicar o aprendizado a diferentes cenários – eles devem se sentir capacitados a realizar tarefas de forma independente, em vez de recorrer à IA.

Reduzindo o plágio com abordagens de aprendizagem baseada em perguntas A aprendizagem baseada em perguntas ajuda a combater o plágio e a má conduta assistida por IA em vários níveis.

Primeiramente, ela reduz as oportunidades de uso da IA, pois a avaliação é formativa, e não somativa. Em segundo lugar, ela capacita os alunos a trabalharem de forma independente e a reduzir o recurso à IA. E, finalmente, facilita a identificação de má conduta com IA pelos educadores.

Como a ABP desestimula a dependência da IA e promove o trabalho original?

Ao implementar um ambiente de aprendizagem interativo, a ABP cria um espaço lúdico e psicologicamente seguro para que os alunos se envolvam mais profundamente com suas disciplinas. Isso os ajuda a desenvolver um verdadeiro conhecimento do assunto e a experimentar a alegria de aprender, tornando-os, esperançosamente, menos propensos a submeter trabalhos gerados por IA em vez de seus próprios.

O uso de avaliação formativa junto com a ABP também reduz as oportunidades dos alunos de recorrer à IA em busca de respostas fáceis, pois a avaliação ocorre por meio de observação contínua, feedback e aprendizagem iterativa, em vez de avaliações finais de alto risco.

Essa abordagem da ABP não só reduz as oportunidades dos alunos de usar IA, mas também ajuda os professores a desenvolverem maiores insights sobre o progresso individual dos alunos e identificar qualquer atividade incomum que possa indicar o uso de IA.

Usando a aprendizagem baseada em perguntas para preparar os alunos para o futuro com IA Claro, a IA é uma realidade do futuro do trabalho. Os educadores não podem ignorar suas aplicações – precisam preparar os alunos para se envolver com ela de maneira crítica e ética.

A aprendizagem baseada em perguntas pode ser aplicada à IA como um tema – incentivando os alunos a avaliar a validade das respostas geradas por IA, verificar preconceitos e entender as oportunidades e limitações da tecnologia.

Essa abordagem ajuda os alunos a entenderem o papel legítimo da IA no seu próprio aprendizado, como usá-la de maneira ética e a equipá-los com as habilidades para navegar em um cenário tecnológico cada vez mais complexo.

Desafios e soluções para implementar a aprendizagem baseada em perguntas Embora os benefícios da aprendizagem baseada em perguntas na sala de aula sejam claros, existem desafios para implementá-la. Os educadores podem enfrentar dificuldades com restrições de tempo, recursos limitados, falta de experiência com a ABP e resistência institucional à mudança.

Restrições de tempo A aprendizagem baseada em perguntas leva mais tempo para ser preparada e ministrada do que o ensino tradicional. No entanto, não deixe que isso desanime seu entusiasmo. Você não precisa se comprometer a usar a ABP 100% do tempo.

• Introduza gradualmente, usando projetos discretos que possam se encaixar nos planos de aula existentes, enquanto testa sua eficácia para os seus alunos
• Utilize tecnologias de aprendizagem para reduzir tarefas manuais e administrativas, para que você tenha mais tempo para desenvolver abordagens pedagógicas inovadoras

Recursos limitados

As sessões práticas frequentemente exigem recursos especializados, que as instituições podem não ter acesso ou não ver o valor de investir. Existem maneiras de contornar isso.

• Investigação de oportunidades de compartilhamento de recursos entre escolas, faculdades e universidades locais
• Exploração de recursos virtuais, como laboratórios virtuais e simulações
• Busca por patrocínio da indústria e empréstimos de equipamentos

Falta de experiência

Muitos educadores podem não estar familiarizados com as técnicas de aprendizagem baseada em perguntas, o que leva a hesitação na implementação da abordagem. As instituições precisam apoiar seus educadores para que adquiram confiança e habilidades na ABP.

• Ofereça treinamento específico e mentoria em técnicas da ABP – e tempo para realizá-lo
• Crie um espaço seguro e apoiado para que os professores desenvolvam e experimentem planos de ABP
• Crie – ou participe – de uma comunidade de prática mais ampla em outras instituições para compartilhar conhecimentos

Resistência institucional

Pode haver resistência à implementação da ABP por várias das razões mencionadas acima. É uma mudança que exigirá investimento de tempo e esforço.

• Compartilhe os benefícios comprovados da ABP com os tomadores de decisão institucionais
• Discuta as vantagens para os resultados dos alunos e empregabilidade, engajamento e retenção dos professores e impacto social
• Crie um plano de implantação que mostre como a ABP pode ser implementada de maneira eficaz e econômica

Avaliação da aprendizagem baseada em perguntas

Instituições que estão acostumadas a avaliações somativas no final da unidade podem precisar ajustar sua abordagem para avaliar o trabalho dos alunos. Isso melhorará a avaliação das habilidades críticas e mitigará o risco de uso da IA.

• Evite métodos de avaliação que se concentram exclusivamente em exames e submissão de tarefas, pois estes podem ser vulneráveis à má conduta assistida por IA
• Use métodos de avaliação formativa para avaliar a compreensão, o domínio e o progresso dos alunos – incluindo rubricas que avaliem o processo – não apenas o produto – da aprendizagem
• Utilize ferramentas de avaliação e classificação para reduzir a carga manual sobre os educadores e liberá-los para mais ensino

Melhores práticas para implementar a aprendizagem baseada em perguntas na sala de aula de STEM

Se você for bem-sucedido em apresentar o caso de negócios para a aprendizagem baseada em perguntas em sua instituição, aqui estão algumas melhores práticas que você pode incorporar em sua prática de ensino, inspiradas em pesquisas recentes.

Introduza a aprendizagem baseada em perguntas gradualmente Não comece imediatamente com a aprendizagem baseada em perguntas. Primeiro, avalie a prontidão de seus alunos para a mudança, depois introduza-a gradualmente, com o suporte adequado.

• Instrução explícita: Ao introduzir novos tópicos, comece com instrução explícita para embutir informações e conceitos centrais. Depois que os alunos tiverem uma compreensão sólida, permita que formulem hipóteses.
• Inquérito orientado pelo professor: Transite para o inquérito orientado pelo professor, onde você fornece exemplos e demonstra tarefas para ajudar os alunos a ganhar clareza e confiança.
• Inquérito aberto liderado pelos alunos: Finalmente, mova-se para o inquérito aberto completamente liderado pelos alunos, onde os aprendizes tomam a iniciativa em explorar e investigar tópicos de forma independente.

Envolva parceiros da indústria

Pesquisas mostram que contextualizar a aprendizagem baseada em perguntas em cenários reais melhora os resultados de aprendizagem – especialmente contextos localizados relevantes para oportunidades futuras de emprego (Attard, Berger e Mackenzie, 2021).

Explore oportunidades para envolver parceiros da indústria local para definir desafios práticos para os alunos – por exemplo, projetos informados pela indústria e competições, experiências de trabalho, palestrantes convidados, programas de mentoria e empréstimos de equipamentos.

Solicitação de desenvolvimento

A aprendizagem baseada em perguntas eficaz começa com professores que entendem como implementá-la. Se você não foi treinado na ABP, solicite oportunidades de desenvolvimento profissional, como participar de conferências e treinamentos sobre a abordagem.

Attard, Berger e Mackenzie (ibid) afirmam que "o aprendizado profissional dos professores deve se concentrar em aprimorar a capacidade dos professores de usar abordagens pedagógicas inovadoras como a ABP", enquanto outras pesquisas destacam a necessidade de treinamento que ajude os professores de STEM a conectar conceitos acadêmicos com as aplicações profissionais atuais (van Driel, Vossen, Henze e de Vries, 2018).

Considerações finais

Em uma era de atalhos intelectuais impulsionados pela IA, a aprendizagem baseada em perguntas é uma das melhores abordagens pedagógicas para desenvolver o pensamento crítico e a inovação. Além de melhorar os resultados de aprendizagem, a ABP prepara os alunos para o mundo real – onde as habilidades de resolução de problemas, colaboração e análise crítica serão essenciais.

Claro, essa abordagem exige tempo e esforço para implementar – e não é uma solução rápida. Mas os benefícios da aprendizagem baseada em perguntas são significativos, com resultados que se estendem além do ambiente de sala de aula para ajudar a preparar os alunos para um futuro que demanda habilidades de pensamento crítico mais do que nunca.

Para obter mais informações sobre aprendizagem baseada em perguntas e outras abordagens inovadoras para o ensino de STEM, assine o boletim informativo.