Metodologias ativas de ensino: sala de aula invertida, aprendizagem baseada em problemas, projetos e outras abordagens

As chamadas metodologias ativas de aprendizagem compreendem diferentes estratégias pedagógicas que procuram ampliar a participação intelectual do estudante no processo de aprendizagem. Em lugar de organizar todo o ensino exclusivamente em torno da exposição do professor e da recepção das informações, essas abordagens incorporam investigação, resolução de problemas, discussão entre pares, elaboração de projetos, tomada de decisões e aplicação do conhecimento. Este artigo apresenta algumas das metodologias mais difundidas — sala de aula invertida, aprendizagem baseada em problemas, aprendizagem baseada em projetos, instrução por pares, aprendizagem colaborativa, rotação por estações, ensino híbrido e gamificação — discutindo fundamentos, diferenças, evidências disponíveis e limites.

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A aula expositiva continua sendo um recurso legítimo e, em determinadas situações, eficiente para apresentar conceitos, organizar ideias e sintetizar conteúdos. Entretanto, não constitui a única forma possível de organizar o processo de ensino e aprendizagem.

Nas últimas décadas, diferentes estratégias passaram a receber maior atenção por deslocarem parte da atividade cognitiva para o estudante. Nesse conjunto encontram-se as chamadas metodologias ativas de aprendizagem.

O conceito é mais amplo do que simplesmente “fazer atividades”. O elemento central é colocar o estudante em situação de pensar sobre o conteúdo, interpretar informações, formular hipóteses, resolver problemas, argumentar, comparar soluções e tomar decisões.

Uma revisão amplamente citada de Michael Prince concluiu que existe suporte empírico relevante, embora desigual entre as diferentes abordagens, para os elementos centrais da aprendizagem ativa, colaborativa, cooperativa e baseada em problemas (PRINCE, 2004).

Em uma metanálise de 225 estudos de cursos universitários de Ciência, Tecnologia, Engenharia e Matemática (STEM), Freeman et al. encontraram, em média, melhor desempenho acadêmico com aprendizagem ativa e maior probabilidade de reprovação em turmas submetidas somente ao modelo tradicional de exposição. Os resultados dizem respeito ao universo de cursos STEM analisado e não devem ser extrapolados automaticamente para qualquer nível ou disciplina (FREEMAN et al., 2014).

A sala de aula invertida, ou flipped classroom, reorganiza a sequência tradicional entre exposição e atividade. Em sua configuração mais conhecida, parte do contato inicial com determinado conteúdo ocorre antes da aula presencial ou síncrona. O estudante pode consultar um texto, vídeo, apresentação ou outro material previamente selecionado; o tempo coletivo passa então a ser utilizado principalmente para discussão, aplicação, resolução de problemas e orientação do professor.

Por isso, reduzir a sala de aula invertida à expressão “assistir ao vídeo em casa” é uma simplificação. O que caracteriza a proposta é a transferência de parte da transmissão inicial das informações para fora do tempo coletivo, de modo que esse período possa ser aproveitado para atividades cognitivamente mais exigentes.

Uma metanálise de 114 estudos encontrou pequeno efeito positivo da sala de aula invertida sobre resultados de aprendizagem, sem efeito sobre satisfação dos estudantes; os resultados foram melhores quando o tempo presencial não foi reduzido e quando havia instrumentos de acompanhamento, como pequenos questionários (VAN ALTEN et al., 2019). Outra metanálise, com 198 estudos e 33.678 estudantes, encontrou efeito positivo moderado sobre desempenho e apontou a oportunidade de aprendizagem ativa estruturada como um dos componentes centrais da abordagem (STRELAN; OSBORN; PALMER, 2020).

A Aprendizagem Baseada em Problemas, conhecida pela sigla PBL, de Problem-Based Learning, utiliza um problema complexo como elemento organizador da aprendizagem.

Hmelo-Silver descreve a PBL como uma abordagem em que os estudantes aprendem por meio da resolução orientada de problemas: trabalham de maneira colaborativa, identificam o que já sabem, reconhecem lacunas de conhecimento, realizam estudo autodirigido e aplicam o conhecimento adquirido ao problema inicialmente apresentado (HMELO-SILVER, 2004).

O problema, portanto, não aparece somente ao final como exercício destinado a verificar se o aluno assimilou uma teoria previamente apresentada. Ele funciona como ponto de partida para a própria aprendizagem.

Em Matemática, isso pode ocorrer por meio de situações que exijam interpretação de dados, identificação de variáveis relevantes, construção de modelos e seleção de ferramentas matemáticas adequadas. O papel do professor continua essencial: ele estrutura o problema, acompanha a investigação, fornece orientação e oferece feedback.

Embora possua semelhanças com a PBL, a Aprendizagem Baseada em Projetos (Project-Based Learning) não deve ser tratada como sinônimo. Em geral, desenvolve-se por período maior e conduz à construção de algum produto, solução, relatório, protótipo, apresentação ou investigação.

Um exemplo envolvendo Matemática poderia partir da análise do consumo de água de uma comunidade. Os estudantes poderiam coletar dados, calcular médias, percentuais e taxas de variação, elaborar gráficos, estabelecer projeções e apresentar propostas fundamentadas nos resultados.

A revisão de Helle, Tynjälä e Olkinuora observa que “aprendizagem baseada em projetos” tem sido utilizada para atividades bastante diferentes e chama atenção para a necessidade de examinar com cuidado os elementos efetivamente presentes em cada implementação (HELLE; TYNJÄLÄ; OLKINUORA, 2006).

A instrução por pares (Peer Instruction) foi difundida pelo professor Eric Mazur, da Universidade Harvard. A estrutura clássica apresenta ao estudante uma questão conceitual. Cada participante elabora inicialmente sua própria resposta; havendo divergências, os estudantes discutem seus raciocínios com colegas e posteriormente respondem novamente.

O valor da estratégia está menos na votação propriamente dita do que na necessidade de o estudante explicitar e defender seu raciocínio, confrontando-o com interpretações diferentes. O método foi sistematizado por Mazur em Peer Instruction: A User's Manual (MAZUR, 1997).

Em Matemática, essa abordagem pode ser especialmente útil quando duas respostas parecem plausíveis, mas decorrem de compreensões conceituais distintas.

Nem toda atividade realizada em grupo constitui aprendizagem colaborativa. Agrupar estudantes fisicamente não garante que exista interação intelectual significativa.

Uma estrutura colaborativa adequada pressupõe objetivos claros, necessidade de troca de ideias, divisão de responsabilidades e participação efetiva dos integrantes. Uma metanálise sobre pequenos grupos em cursos universitários de Ciência, Matemática, Engenharia e Tecnologia encontrou resultados favoráveis em desempenho acadêmico, atitudes e permanência nos cursos (SPRINGER; STANNE; DONOVAN, 1999).

Mais uma vez, o desenho da atividade é fundamental: colaboração não é sinônimo de simples divisão de tarefas.

Na rotação por estações, a turma é distribuída entre diferentes atividades ou espaços de aprendizagem. Uma aula pode combinar, por exemplo, acompanhamento direto do professor, resolução colaborativa de problemas, recurso digital ou simulação e atividade individual de consolidação.

Após determinado intervalo, os grupos mudam de estação. A vantagem potencial está em diversificar as situações de aprendizagem e permitir que o professor trabalhe diretamente com grupos menores durante parte do tempo.

A simples circulação dos estudantes, entretanto, não constitui inovação pedagógica. Cada estação precisa possuir objetivo definido e integração com o restante da sequência de ensino.

O ensino híbrido (blended learning) combina de forma planejada componentes presenciais e digitais. Isso é diferente de simplesmente colocar um arquivo PDF na Internet ou utilizar computador durante uma aula tradicional.

Em um desenho realmente híbrido, atividades realizadas em ambientes distintos fazem parte de uma mesma sequência pedagógica. Uma revisão do U.S. Department of Education encontrou vantagens médias em determinados contextos de aprendizagem on-line e híbrida, mas observou que muitas experiências também incluíam mais tempo de aprendizagem e outros elementos pedagógicos, o que impede atribuir todos os resultados exclusivamente à tecnologia utilizada (MEANS et al., 2010).

A ressalva é importante: tecnologia e metodologia não são a mesma coisa.

A gamificação utiliza elementos associados ao desenho de jogos em contextos que não são propriamente jogos. Podem ser empregados desafios, níveis, missões, progressão, objetivos explícitos, retorno imediato, cooperação ou competição.

Entretanto, transformar qualquer atividade em pontos e medalhas não garante aprendizagem. Uma metanálise publicada na Educational Psychology Review encontrou efeitos positivos de pequena magnitude sobre resultados cognitivos, motivacionais e comportamentais, ao mesmo tempo em que destacou a heterogeneidade dos estudos e a importância dos elementos de desenho utilizados (SAILER; HOMNER, 2020).

Portanto, gamificação deve ser compreendida como estratégia de desenho pedagógico, e não como mera decoração da atividade.

Um dos equívocos frequentes em discussões sobre metodologias ativas é imaginar que elas tornam o professor dispensável. Ocorre justamente o contrário em muitos casos.

Uma atividade investigativa mal planejada pode produzir dispersão, reforçar concepções equivocadas ou consumir grande quantidade de tempo sem atingir os objetivos pretendidos. O professor precisa definir objetivos, selecionar ou construir problemas, antecipar dificuldades, organizar recursos, estabelecer critérios, acompanhar grupos e intervir quando necessário.

Assim, substituir uma exposição organizada por uma atividade sem estrutura não representa necessariamente avanço pedagógico.

Computadores, tablets, ambientes virtuais, vídeos, simuladores e sistemas de inteligência artificial são recursos tecnológicos. A metodologia corresponde à maneira pela qual esses recursos são utilizados para organizar a aprendizagem.

É perfeitamente possível realizar uma aula extremamente tradicional utilizando equipamentos sofisticados. Da mesma maneira, uma estratégia de aprendizagem ativa pode utilizar apenas papel, lápis, quadro e diálogo.

A inovação pedagógica, portanto, não pode ser medida exclusivamente pela quantidade de tecnologia presente na sala de aula.

A literatura científica disponível não sustenta a ideia simplista de que uma determinada metodologia deva substituir todas as demais. Mesmo quando metanálises apresentam efeitos médios positivos, existe variação considerável entre intervenções.

O dado mais relevante das pesquisas não é que a exposição deva desaparecer, mas que a aprendizagem pode se beneficiar quando os estudantes são intelectualmente envolvidos na utilização do conhecimento.

Metodologias ativas constituem um conjunto diversificado de formas de organizar o ensino, e não uma técnica única. Sala de aula invertida, aprendizagem baseada em problemas, projetos, instrução por pares, aprendizagem colaborativa, rotação por estações, ensino híbrido e gamificação possuem estruturas, objetivos e níveis de evidência distintos.

A pesquisa educacional oferece resultados relevantes em favor de diferentes formas de aprendizagem ativa, particularmente em determinados contextos do ensino superior e das áreas STEM. Entretanto, esses resultados não autorizam generalizações ilimitadas nem justificam a adoção de metodologias apenas porque se tornaram populares.

Uma prática pedagógica consistente pode combinar exposição, leitura, investigação, exercícios, discussão, resolução de problemas e tecnologias digitais.

Mais importante do que perguntar qual metodologia está na moda é perguntar: qual estratégia é mais adequada para que determinado grupo de estudantes alcance determinado objetivo de aprendizagem?