Você deve estar se perguntando: mais um artigo sobre educação em ciências? Mas não, não é esse o assunto. O propósito aqui é tratar das evidências científicas capazes de otimizar o aprendizado e, em última instância, a educação formal. Elas existem. Não pense que a educação é apenas intuitiva e só melhora por tentativa e erro.

Apesar de serem dois neurocientistas assinando este artigo, essas evidências científicas não são provenientes apenas da neurociência, mas de muitas áreas diferentes. Porque apenas uma abordagem multidisciplinar poderá realmente nos ajudar a entender como aprendemos, e como podemos facilitar esse aprendizado em diferentes circunstâncias e momentos de vida.

Em 2009, pesquisadores norte-americanos lançaram a ideia de uma nova área de pesquisa, por eles chamada ‘ciência da aprendizagem’ (Science of Learning, em inglês), formada pela confluência de diferentes disciplinas, como neurociência, economia, computação, psicologia, entre outras. As perguntas principais foram as seguintes: Como se aprende? Como se ensina? Como se pode obter maior eficácia e melhores resultados na educação?

Aqui, em terras tupiniquins, enxergamos que essa área de pesquisa faz todo sentido. Primeiro, porque é inegável que a educação brasileira padece e merece investimentos e melhorias. Basta ver os resultados educacionais do Brasil no Programa Internacional de Avaliação de Alunos (PISA), teste aplicado pela Organização para Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE) em 2018: 57^o lugar em leitura, 65^o em ciências e 69^o em matemática, entre os 77 países avaliados. Segundo, porque temos no Brasil muitos pesquisadores que se dedicam a essas áreas correlatas da educação, o que facilita bastante a sua convergência.

Pensando nisso tudo, em 2014, criamos a Rede Nacional de Ciência para Educação (Rede CpE), com 29 pesquisadores naquele momento. O objetivo número 1 da Rede foi reunir pesquisadores de áreas diferentes com potencial impacto na educação, além de fomentar mais pesquisas sobre o tema e, finalmente, aplicar esses conhecimentos em sala de aula.

Ao longo dos últimos quase nove anos, avançamos nesse objetivo, e a Rede CpE tem hoje 180 pesquisadores associados, espalhados pelas cinco regiões do Brasil (figura 1A) e de diferentes áreas de pesquisa, como economia, matemática, letras, psicologia, sociologia, neurociências, pedagogia e computação, entre outras (figura 1B). Também avançamos no objetivo de fomentar pesquisas na área, por meio de editais, em colaboração com a empresa Somos Educação e o Instituto Ayrton Senna, ambos parceiros institucionais da Rede CpE.

Além desses dois, são também parceiros o Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade Federal do Rio de Janeiro, o Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino, a Academia Brasileira de Ciências, o Serviço Social da Indústria (Sesi), o Instituto Ciência Hoje, o Museu do Amanhã, a Empresa Brasileira de Pesquisa e Inovação Industrial (Embrapii) e a Sociedade Brasileira de Neuropsicologia.

O desafio maior mesmo é convencer as pessoas sobre essa visão, e conseguir que esses conhecimentos científicos sejam aplicados nas práticas de sala de aula. Muitas vezes, parece que os laboratórios de pesquisa e os professores do ensino básico falam línguas diferentes e não conseguem se entender. Preocupados com isso, em 2022, aplicamos um questionário a 360 professores de todo o Brasil, com a seguinte indagação: ‘O que a ‘ciência para educação’ pode fazer por você?’.

Uma das perguntas indagava quais dificuldades os docentes enfrentam para aplicar conhecimentos científicos na sala de aula. Quase 80% dos respondentes afirmaram que a maior delas era o acesso a materiais simples e de conteúdos confiáveis. Outro tópico da pesquisa foi acerca dos temas de interesse, e os três preferidos foram: competências socioemocionais, motivação, e inclusão e neurodesenvolvimento atípico (figura 2). Finalmente, perguntamos como esses conteúdos poderiam chegar melhor até eles e a melhor maneira elencada foi a de cursos on-line.

Afinal, que tipo de pesquisa científica está sendo realizada que poderia informar e nos ajudar a tomar decisões pedagógicas na escola? São muitos os exemplos. Poderíamos começar com algumas funções do dia a dia que impactam o aprendizado.

Nossos pesquisadores associados Fernando Louzada e Sidarta Ribeiro investigam como o sono, ou a falta dele, pode influenciar a memória e, consequentemente, a aprendizagem. Sabemos que determinadas fases do sono são importantes para a consolidação das memórias, ou seja, para torná-las duradouras. Se dormimos mal ou pouco, teremos dificuldades de lembrar o que vivenciamos no dia anterior.

Por outro lado, o exercício físico, que antigamente era considerado uma perda de tempo para a cognição, hoje é pensado como fundamental para aprendermos. Isso foi mostrado no trabalho de Andrea Deslandes, também pesquisadora associada da Rede CpE. E, ainda, o pesquisador Claudio Serfaty comprovou que uma boa nutrição é essencial para aprender. Aquele velho ditado ‘saco vazio não fica em pé’ se aplica perfeitamente no contexto educacional.

Qual a importância disso tudo? Que a escola não deveria começar muito cedo de manhã para que os adolescentes possam dormir um pouco mais… Que a merenda escolar é crucial para fornecer uma alimentação equilibrada – algo que muitos alunos não têm em suas casas. E que a atividade física deve ser promovida – e não preterida – junto com os conteúdos educacionais.

Outro tema muito importante, que aproxima as ciências econômicas da psicologia, são as competências socioemocionais, que agora integram a Base Nacional Comum Curricular (BNCC). Essas competências são chamadas também de não-cognitivas, e envolvem autogestão, engajamento, resiliência, amabilidade e abertura ao novo.

Os economistas têm estudado como essas competências impactam no sucesso escolar, e o que eles descobriram é que são fundamentais. Pesquisadores como Ricardo Paes de Barros e Daniel Domingues dos Santos mostraram que os jovens vulneráveis que alcançam sucesso na escola têm essas habilidades. Em paralelo, estes e outros pesquisadores têm se dedicado a desenvolver ferramentas para avaliar essas competências, o que não é trivial.

Psicólogas como Rochele Paz Fonseca e Evely Boruchovitch buscam compreender como desenvolver essas competências nos estudantes e como instruir os professores para que também possam desenvolvê-las. Essas pesquisas são essenciais para que, cada vez mais, essas habilidades possam ser estimuladas nos alunos e avaliadas também.

Um assunto que mexe com todo mundo, atualmente, é o uso de tecnologias digitais na sala de aula. Na pandemia, muitas escolas precisaram introduzir ferramentas digitais às pressas para que os alunos continuassem a aprender. Intuitivamente, pensamos que uma aula on-line não é tão eficiente quanto uma presencial, tendo em vista que o contato interpessoal é muito importante para aprendermos. Mas por que isso acontece?

>Um estudo feito pelos pesquisadores João Sato e Guilherme Brockington utilizando uma técnica de medida da atividade cerebral conhecida pela sigla fNIRS mostrou que as ondas cerebrais dos alunos ficam sincronizadas com as do professor no contexto presencial, e isso parece estar relacionado com o engajamento dos alunos (ver ‘Touca de astronauta’). Porém, esse sincronismo não dura muito tempo, ficando enfraquecido após 10 minutos de aula.

Será que esse engajamento pode acontecer em uma aula virtual síncrona? A resposta é negativa, e acaba de ser publicada  por cientistas norte-americanos em abril. Ferramentas como essas nos permitirão identificar os momentos em que ocorre a aprendizagem, presenciais ou não. E, assim, agir para provocá-los mais vezes e com maior duração.

Na fronteira do conhecimento sobre como aprendemos, estão os instrumentos de avaliação que empregam conhecimentos, como a teoria de grafos. A pesquisadora associada da Rede CpE Natalia Mota descobriu, usando grafos, que podemos avaliar vários parâmetros de complexidade na linguagem que se correlacionam com sucesso na aprendizagem (ver ‘Fazendo conexões com grafos’).

Assim, é possível desenvolver um método automatizado para avaliar o desenvolvimento das narrativas dos alunos e fazer intervenções quando esse processo está atrasado ou de alguma forma incompatível com a idade/série. Uma descoberta que pode revolucionar as avaliações de larga escala no Brasil.

Citamos apenas alguns exemplos da diversidade das pesquisas que podem nos trazer conhecimento e ferramentas para lidar com os desafios educacionais que enfrentamos. O reconhecimento mundial dessa nova área de pesquisa multidisciplinar e translacional sobre a aprendizagem está patente.

A Organização das Nações Unidas para a Educação, Ciência e Cultura (Unesco) percebeu isso, e começa a criar cátedras desse tema para impulsionar mais pesquisas e, quem sabe, algum tipo de iniciativa global, especialmente, para priorizar os países mais pobres e em desenvolvimento. No segundo semestre de 2022, a Unesco aprovou a criação da Cátedra Unesco de Ciência para Educação , sediada na UFRJ e no Instituto D’Or e operada pela Rede CpE. Fazem parte do conselho científico 14 pesquisadores da Argentina, Bélgica, Canadá, Chile, Cuba, Finlândia, França, Reino Unido, Estados Unidos, Uruguai e, claro, Brasil. A cátedra iniciou suas atividades em 2023, inicialmente, com conferências internacionais com tradução simultânea para o português.

O mundo mudou muito desde que o modelo atual de escola foi criado, e as novidades não param de chegar. Em apenas uma geração, tudo ficou diferente! Tecnologias digitais, inteligência artificial e pandemias estão questionando esse modelo arcaico que precisa evoluir. E as evidências científicas, devidamente testadas no contexto escolar, podem nos guiar nessa odisseia de novidades e desafios.