Didática multissensorial para o Ensino de Ciências: delineamento de um protocolo semiótico através da Teoria dos Campos Conceituais

Didática multissensorial para o Ensino de Ciências: delineamento de um protocolo semiótico através da Teoria dos Campos Conceituais

Resumo: através do referencial teórico semiótico (Charles Peirce) e da Teoria dos Campos Conceituais (Gérard Vergnaud), propomos o desenvolvimento de um Protocolo Semiótico, tendo como base a ideia de uma didática multissensorial. Para isto, adotaremos resultados empíricos da Neurociência Cognitiva com base numa abordagem epistemológica. Como resultado, obtemos uma série de diretrizes de natureza didático-pedagógica específicas para o Ensino de Ciências. Tais diretrizes podem orientar a pesquisa em educação científica, no sentido de se obter construtos cognitivos na forma de indicadores e descritores que possam nortear ações curriculares e a prática docente, principalmente tendo-se em vista a obtenção o desempenho em avaliações institucionais nacionais e internacionais.
Palavras-chave: Ensino de ciências, inclusão escolar, semiótica, teoria dos campos conceituais

1. Introdução
O Ensino de Ciências ocupa atualmente lugar de destaque nas políticas e estratégias para se promover a educação científica e tecnológica no país. Entretanto, a última avaliação internacional PISA, da qual o Brasil participou, revelou dificuldades comuns e interligadas nas disciplinas avaliadas, que foram Língua Portuguesa, Matemática e Ciências. As dificuldades se referem a competência leitora, a habilidade interpretativa e a produção de texto (WAISELFISZ, 2009).
Isto nos coloca diante da necessidade estratégica de identificar que mecanismos seriam necessários para que tais habilidades e competências pudessem ser desenvolvidas nestas disciplinas. Estas mesmas dificuldades de aprendizagem foram também constatadas na prova institucional realizada pela Secretaria da Educação do Estado de São Paulo, através do SARESP, resultados comparáveis às avaliações do SAEB e ENEM (TORINO E MENDES, 2009; SOUZA, 2007).
Ao mesmo tempo, vivemos um momento singular na educação: o processo de inclusão da pessoa com necessidades educacionais especiais. Este fenômeno social inevitavelmente tem revelado não apenas a presumida falta de aparelhamento das escolas para lidar com esta situação emergente mas, sobretudo, destaca e enaltece possíveis descaminhos nas práticas pedagógicas em uso nas instituições escolares envolvendo o alunado como um todo.
Quando falamos em Ensino de Ciências e educação científica, convém destacar que esta modalidade de ensino preserva características singulares em relação a outras modalidades de ensino acadêmico e que por isto, talvez fosse necessário parametrizar melhor as variáveis, os indicadores e os descritores específicos para o Ensino de Ciências, na forma de construtos cognitivos, com o objetivo de orientar de maneira mais pontual prática pedagógica em sala de aula dos professores de Ciências (Física, Química, Biologia) e também da Matemática. Para isto é necessário aprofundar as bases filosóficas e epistemológicas próprias e específicas da educação científica (enquanto Ensino de Ciências), no sentido de projetarmos um futuro educacional onde realmente o aprendiz esteja configurado num quadro tecnológico e científico de qualidade internacional.
Assim sendo, este artigo apresenta uma proposta de delineamento epistemológico e metodológico, na forma de um Protocolo (didático) semiótico para o Ensino de Ciências, considerando também as peculiaridades sócio cognitivas que trazem consigo as pessoas com necessidades educacionais especiais.
Para que este trabalho ganhe em profundidade, focalizaremos as considerações em apenas uma das modalidades dentro das necessidades educacionais especiais, que é a deficiência visual. Apesar disto, as diretrizes pedagógicas e didáticas de âmbito geral são igualmente válidas tanto para as demais modalidades educacionais especiais, quanto também para o indivíduo sem qualquer tipo de deficiência.

2. Referenciais teóricos, problema de pesquisa e objetivos
O artigo faz parte de um projeto de doutorado em andamento, cuja constituição de dados desenvolvida até o presente momento se fundamenta na pesquisa bibliográfica de natureza exploratória. Para as finalidades únicas e exclusivas deste artigo, formulemos uma questão de pesquisa, que não é o mesmo problema que será tratado na tese supra mencionada.
Que especificidades epistemológicas são necessárias para se estabelecer um protocolo pedagógico, didático e metodológico para o Ensino de Ciências, considerando um contexto inclusivo com indivíduos com deficiência visual?
Os referenciais teóricos desta investigação sãoa Teoria Semiótica, segundo Charles Peirce e a Teoria dos Campos Conceituais, de autoria de Gerard Vergnaud.
Utilizaremos ainda conceitos da Neurociência Cognitiva, que serão interpretados e transpostos com o objetivo de aplica-los na área educacional e mais especificamente na área de Ensino de Ciências.
Assim, os objetivos são:
• Relevar o papel pedagógico da escolha das situações didáticas, num enfoque semiótico-linguístico, considerando a estruturação dos conceitos e teoremas-em-ação envolvidos no Ensino de Ciências, numa abordagem de ensino multissensorial, tendo em vista a interpretação, elaboração e representação do conhecimento;
• Subsidiar a compreensão sobre a fenomenologia neurocognitiva envolvida na deficiência visual;
• A partir do papel fundamental da linguagem no processo de ensino-aprendizagem, indicar e relevar orientações e diretrizes específicas em relação a utilização e produção textual para o processo de aquisição e desenvolvimento de uma alfabetização científica (ensino de Ciências);
• Configurar um 'Protocolo Semiótico' a partir da Neurociência Cognitiva e de diretrizes didáticas para o Ensino de Ciências, levando-se em consideração o uso de tecnologias assistivas para o deficiente visual.

Para uma compreensão global da proposta do Protocolo Semiótico para o Ensino de Ciências aqui apresentado, elaboramos o mapa conceitual da Figura 1.

Figura 1 – Mapa conceitual do ‘Protocolo Semiótico para o Ensino de Ciências’

3. A abordagem Semiótica para o Ensino de Ciências
Para Charles Peirce (Peirce, 2000), todo e qualquer fenômeno, objeto ou situação do mundo real pode ser percebido, decodificado ou interpretado por aquilo que se chama ‘tríade semiótica’ que se manifesta da seguinte maneira: primeiridade, secundidade e terceiridade. A cada um destes estados estão associados três estágios fenomenológicos, que são:
Nível da primeiridade - Objeto – signo (Referente): este é o nível mais básico e elementar da percepção, onde o objeto existe apenas enquanto signo, já que não foi ainda interpretado.
Nível da secundidade - Interpretação (Significado): no segundo nível semiótico, o objeto agora passa ser interpretado, sofrendo assim uma ação sobre o objeto que pode trazer diferentes interpretações.
Nível da terceiridade - Representação (Significante): após o processo anterior de produção de significado (interpretação), ocorre um processo de síntese, produzindo em certa medida uma forma estratificada de interpretação e consequente registro em relação a esta interpretação. É a fase da representação, que pode ser realizada por diversos meios (verbal, pictórica, escrita, etc.).
Assim sendo, a fenomenologia a qual se inserem os universos do pensamento, da percepção ou das coisas consideradas materiais, que incluem os fenômenos e objetos das ciências naturais (Física, Química, Biologia) pertencem ao domínio semiótico. Na Matemática, diferentemente, podemos ter determinados objetos que não pertencem exatamente àquilo que usualmente é definido como sendo ‘real’ (no sentido material, físico, palpável) e que, por esta razão, teria existência apenas no plano puramente abstrato. Contudo, mesmo em tais casos, é possível estabelecer para tal ‘objeto’ um signo e, assim, tal signo estar relacionado a um significado e correspondente significante.
Consequentemente, a partir de agora, as considerações que se seguem terão como base a hipótese inicial de que a aprendizagem de Ciências se desenvolverá dentro de um contexto semiótico, tendo-se como pressupostos a tríade semiótica anteriormente mencionada. A este conjunto de orientações semióticas para o Ensino de Ciências, denominaremos por ‘Protocolo Semiótico”.

3.1 - A Teoria dos Campos Conceituais e a Semiótica no Ensino de Ciências
O psicólogo e matemático Gérard Vergnaud, em sua Teoria dos Campos Conceituais, traz a semiótica para o campo cognitivo, e avançando na interpretação piagetiana do fenômeno construtivista, constrói uma didática semiótica fundamentada na tríade Situação didática, Invariantes Operatórios e Representações, explicitadas na Tabela 1 (VERGNAUD, 2009; VERGNAUD, 1990):
Primeiridade Referente
Situação didática É o fenômeno em si (físico, químico, biológico ou, ainda, de natureza matemática)
Secuncidade Significado Invariantes Operatórios São os conceitos e teoremas-em-ação que fazem parte de determinado ‘campo conceitual’ relacionados ao fenômeno
Terceiridade Significante Representações São as representações utilizadas para expressar os significados (linguagem natural, gráficos, diagramas)
Tabela 1 – Componentes semióticos da Teoria dos Campos Conceituais
No contexto escolar, para Vergnaud, o aluno deveria ser exposto a diferentes situações didáticas vinculadas a um conjunto de conceitos similares ou relacionados (a qual dá o nome de ‘campo conceitual’). Desta maneira, para tentar solucionar os problemas que surgem em cada situação didática distinta, o indivíduo tenta elaborar ‘esquemas’ (que podem ser na forma de gestos, mapas ou modelos mentais, scripts, rotinas cognitivas ou algoritmos). Neste sentido, o que Vergnaud difere de Piaget é aquele vai falar em relação ‘situação-esquema’, ao invés de relação ‘sujeito-objeto’. Ao fazer isto, Vergnaud amplia o âmbito de ação que antes era limitado pelo sujeito em função única de determinado objeto, e agora engloba uma noção muito mais complexa, que é a ideia de ‘campo conceitual’, ou seja, de vários conceitos que surgem em várias situações didáticas e que pertencem a um mesmo campo (VIVEIROS, 2007; MOREIRA, 2002).
Um exemplo na Física, seria a noção de campo conceitual de ‘força’. Este campo conceitual pode se relacionar a diversas situações didáticas distintas como: força peso (e seus conceitos relacionados, como impulso, momento e torque), força elétrica e força magnética, respectivamente. Nas três situações físicas, ainda que sejam distintas, o conceito de força está presente de maneira idêntica. Desta maneira, ao se tentar ensinar tal conceito, o professor deveria proporcionar ao aluno a experiência nestas (ou em outras) situações didáticas para que, assim, o conceito de força fosse aprendido, ao invés de ser abordado o conceito em uma única situação.
No caso que estamos considerando neste trabalho, a componente ‘Significado’ ou ‘Interpretante’ pode também corresponder aos distintos conjuntos de princípios, leis, axiomas e corolários que subjazem os conceitos e consequentes teoremas-em-ação, na forma de princípios ou regras que podem ser encontrados em diversos tipos de relações (matemática, física, química ou biológica).
Como exemplo na Matemática, algumas leis podem ser consideradas como ‘Interpretante’ (Significado): Comutatividade, Anticomutatividade, Associatividade, Razão direta (grandezas diretamente proporcionais), Razão inversa (grandezas inversamente proporcionais), Covariância, Invariância, Lei de conservação. Para Vergnaud (1994) estas propriedades também podem ser aplicáveis na Física, na Biologia ou na Química, e os fenômenos serem interpretados de acordo com algum tipo de atributo que possa ser modalizado, ou seja, onde podemos ter um critério comparativo. Como exemplo disto temos: forte/fraco, maior/menor, mais intenso/menos intenso/, proporcional/desproporcional, etc.

3.2 - Categorias perceptivas na abordagem semiótica
A percepção sensorial pode ser resumida muito genericamente em dois grandes grupos: as de natureza analítica e as de natureza sintética.
A percepção analítica, também chamada de discreta, é aquela onde o processo de aquisição de informação sensível sobre determinado objeto é realizado por partes e, ao final da exploração sobre o objeto analisado, o indivíduo forma uma interpretação a respeito daquele objeto por um processo semelhante a uma somatória das partes que foram analisadas. Os sentidos do tato e o olfato são percepções analíticas.
Na sintética, também chamada de analógica, a intepretação de um fenômeno ou objeto e a consequente compreensão do funcionamento deste objeto se dá na forma de uma totalidade, sem necessidade de decomposição em partes separadas (PYLYSHYN, 2007; SANTAELLA, 2005). É o que ocorre na percepção sonora, visual e sinestésica, que são sintéticas por excelência.

3.3 - Semiótica das categorias perceptivas
Todas as leis consideradas ‘naturais’ são interpretações da realidade e pertencem ao domínio da semiótica. Entretanto, quando falamos em fenômenos naturais, que pertencem às chamadas ciências naturais (Física, Química e Biologia), temos que necessariamente falar em percepção destes fenômenos, já que é o tipo de percepção que configura a interpretação que se faz da realidade. Assim sendo, sempre existe uma correspondência entre a percepção do fenômeno, seu significado e sua interpretação.
Assim, focalizando na percepção visual e em fenômenos ópticos dentro do Ensino de Física, Camargo (2011) categoriza os diversos tipos de fenômenos de acordo com os significados que possuem: Significados indissociáveis de representações visuais, Significados vinculados às representações visuais, e Percepção independente do fenômeno.
Utilizando estas categorias, podemos proceder uma análise semiótica indicando cada uma destas três categorias separadamente, e correlacionando-as com o tipo de percepção (unimodal, amodal ou intermodal). Assim, teríamos na Tabela 2.
Semiótica Modalidade perceptiva Significado e interpretação Representação
Primeiridade
Unimodal

Percepção efetuada apenas por um único sentido e interpretado exclusivamente pelo mesmo sentido Significados indissociáveis de representações visuais

São aqueles fenômenos cuja interpretação somente é possível através do próprio fenômeno em si, e não de outro. Representações singulares

Efetuadas apenas por meio de um único sentido. A representação de uma cor é possível apenas pela própria cor.
Secundidade
Amodal

Percebido por um único sentido mas interpretado por outro, ou outros, Exemplo: efeito Doppler.
Significados vinculados às representações visuais

São aqueles cuja interpretação pode ser efetuada através de um outro sentido diferente do sentido original a qual foi produzido. Representação relativa

Representados por vários sentidos, inclusive por atributos não-visuais, por exemplo, representações mentais.
Terceiridade Intermodal
A percepção de um sentido é inter-relacionada a outro sentido. Exemplo: o conceito de spin, orbital, salto quântico. Percepção independente do fenômeno
Neste caso, a percepção que se faz do fenômeno pode se realizada por qualquer via sensorial, ou pelo conjunto delas. Representação múltipla inter-relacionada
Efetuada através de diversas vias ou meios, mas sempre de maneira interdependente (visual - gráfica, pictórica, textual; auditiva – verbal, sonora).
Tabela 2 – Modalidades perceptivas e correspondência semiótica
Entretanto, a nível do funcionamento do sistema neurocognitivo humano, as modalidades unimodal, amodal e intermodal não acontecem isoladamente umas das outras. Muito pelo contrário, há sim certo sincronismo entre elas, quase sempre iniciando-se pela percepção unimodal (e até pela amodal) e chegando-se até a percepção intermodal, que se caracteriza também pelo conceito de percepção multissensorial. Vejamos.
No caso de uma pessoa vidente, grande parte do processo de aquisição perceptiva se dá pela via visual (nível da primeiridade). Em termos neurocognitivos, este primeiro momento o tipo de modalidade perceptiva que ocorre é a unimodal (percepção pura, sem interpretação) e imediatamente se converte em amodal (secundidade, atribuição de significado). Num instante de tempo seguinte já entra em cena a modalidade intermodal, ou seja, o cérebro atribui uma representação mental (terceiridade) para aquilo que foi visualizado, que pode ser expresso através de conceitos, gestos, ou qualquer outra representação pictórica (gráfico, esquema, diagrama, desenho, mapa, etc.). E isto ocorre porque a visão é de natureza analógica, sintética. Isto significa que o cérebro estabelece analogias baseadas em experiências anteriores. Esta associação (processo de analogia) será tão intenso quanto mais presente o repertório de informações estiver sedimentado na memória de longo prazo.
É por esta razão que alguns pesquisadores afirmam que o atributo visual participa em aproximadamente 70% do processo de elaboração conceitual (mesmo que o conceito não esteja correto), justamente porque a visualização funciona nesta situação como um processo de síntese (PYLYSHYN, 2007; SANTAELLA, 2005; HOFSTADTER, 1999).
Isto explica porque significativa parcela das interpretações (e consequentes representações) baseadas apenas no atributo visual conduzem a equívocos, incongruências e disracionalidade (HOFSTADTER, 1999).
Para o deficiente visual, o atributo visual não é para esta pessoa um recurso perceptivo a nível da primeiridade semiótica e, portanto, algum outro sentido (ou alguns) deverá funcionar neste primeiro nível. Pode ser a verbalização, o estímulo sonoro, o olfativo, ou o tátil, ou a combinação destes. O que importa e interessa distinguir é que dependendo da modalidade perceptiva que funcionará como primeiridade, pode incorrer nos mesmos mecanismos de equívoco, incongruência ou disracionalidade em relação a interpretação (secundidade) e, consequentemente, em sua representação daquele objeto, fenômeno ou situação (a nível da terceiridade, ou síntese).
Recentes descobertas na neurociência contradizem o paradigma de que as funções cerebrais são localizadas em uma única região cerebral. Tais estudos mostram que quando determinado estímulo ocorre, por exemplo, o estímulo sonoro, outras regiões do cérebro participam senão da percepção, mas sim da interpretação deste estímulo. Por esta razão, como veremos, os processos de ensino-aprendizagem baseado no conceito de estimulação intermodal (multissensorial) podem favorecer a otimização da aprendizagem, já que mais áreas cerebrais serão envolvidas no processo.
Este antigo paradigma está sendo substituído por alguns dos mais revolucionários conceitos neurocognitivos até o momento, atribuídos ao neurocientista brasileiro Miguel Nicolelis: Princípio da ação multitarefa neuronal, Princípio da incerteza neurofisiológica e Hipótese do continuum espaço temporal neuronal (NICOLELIS, 2011; NICOLELIS E LEBEDEV, 2009). Numa grande síntese destes princípios aplicados a área educacional conclui-se que num processo de aprendizagem todo o cérebro possui participação ativa do que está ocorrendo, embora determinadas regiões possam estar aparentemente mais ativadas do que outras. Sendo assim, a rigor não existiria a delimitação cerebral em regiões rigidamente estabelecidas.
Por exemplo, ao estruturarmos situações de aprendizagem que favorecessem competências e habilidades específicas nas áreas da Matemática ou da Física (resolver um problema e efetuar um cálculo físico-matemático, por exemplo), seria interessante trabalhar com atividades ou estímulos direta ou indiretamente relacionados. Neste sentido, algumas pesquisas demonstram que o treino com a percepção musical (onde trabalha-se a habilidade rítmica, que envolve implicitamente conceitos de tempo, velocidade e frequência) e o desenvolvimento de atividades cognitivas sensório-motora (físicas) estimulam determinadas habilidades matemáticas (VAUGHN, 2000). Isto ocorre muito provavelmente porque no trabalho musical efetua-se a ativação intermodal do tipo tátil-sonora (WAN, 2010). Entretanto, esta conclusão não infere que isto signifique qualquer alteração no nível do coeficiente de inteligência (QI) (SCHELLENBERG, 2011).

4. A Neurociência para a deficiência visual: uma abordagem epistemológica
Para compreender melhor a fenomenologia do indivíduo com deficiência visual, utilizaremos talvez de maneira inédita, conceitos da Neurociência Cognitiva. Mas para iniciar o tema, consideramos pertinente mencionar a obra “Fundamentos de la defectologia”, de Vygotsky (1995), especialmente o capítulo “El niño ciego”.
A base das ideias que Vygotsky apresenta neste texto se fundamenta na noção de ‘compensação’, onde a falta de determinado sentido favoreria o desenvolvimento de outro sentido. Alguns autores consideram que esta interpretação é equivocada, já que em si não ocorre nenhuma alteração no desenvolvimento da função cognitiva em virtude da ausência ou diminuição de outro sentido (REGO-MONTEIRO, MANHÃES e KASTRUP, 2007). Entretanto, Gindis (1995) destaca que são exatamente os processos sócio cognitivos, como a interação social oportunizada por um contexto escolar inclusivista, que faria com que houvesse esta ‘compensação’. Outras noções de Vygotsky podem atualmente ser compreendidas e interpretadas, principalmente em função das atuais técnicas de imageria computadorizadas: o cego de nascimento não forma imagens mentais visuais; possui concentração e memória mais desenvolvidas do que os videntes; a cegueira impulsiona o indivíduo a criar mecanismos internos de compensação para vencer o obstáculo da ausência da visão; a linguagem façada é o mecanismo por excelência que o cego se utiliza.
Para discutirmos algumas destas ideias, inicialmente definiremos o conceito mais importante e básico da neurociência, que o conceito de plasticidade cerebral. A plasticidade ocorre em todo indivíduo, e não somente no deficiente visual, e é uma propriedade que permite ao cérebro humano adaptar-se e até regenerar-se frente a possíveis lesões (DAS ET AL, 2001). A plasticidade cerebral no deficiente visual produz o remapeamento cerebral, estimulando a associação das áreas visuais não ativadas com outras áreas perceptivas (como o tato e a audição).
Esta adaptação leva ao conceito de plasticidade cross-modal (ou intermodal), a partir do momento em que o deficiente visual compila a contribuição de outros sentidos e estratégias cognitivas para procurar efetuar algumas tarefas que pertencem a área exclusiva da visão (THÉORET, MERABET, PASCUAL-LEONE, 2004). Cada deficiente visual pode ter seu próprio padrão de plasticidade intermodal, já que o indivíduo desenvolve estratégias próprias para lidar com a ausência do sentido da visão. Por esta razão dissemos anteriormente que as outras modalidades unimodal e amodal, respectivamente, participam do mecanismo neurocognitivo do indivíduo no sentido de constituir a imagem mental de um objeto ou de determinada situação ou fenômeno.
Indivíduos com cegueira congênita apresentam dificuldade na formação mental de imagens (KNAUFF E MAY, 2006). Em indivíduos cegos mas que enxergaram anteriormente, a capacidade de construir imagens mentais de objetos vai diminuindo drasticamente (HOLLINS, 1985).
Para cegos em situações de aprendizagem envolvendo a utilização, a descrição (através da escrita) e a manipulação de equações matemáticas ou físicas, ocorre a dificuldade de natureza mnemônica de recordar as mesmas à medida que vão sendo trabalhadas numa determinada situação de ensino.
O sentido da visão, diferentemente da audição, é um fenômeno da consciência humana do mais do que apenas algo físico , óptico biológico ou fisiológico (COLIN, 2004). A visão é interpretada pelo cérebro, pela mente e consciência do indivíduo. É um sentido altamente subjetivo, sintético (não somente analítico, como o tato) e isto traz vantagens, como no caso da substituição sensorial.
Em pessoas videntes, o processo de formação de imagens mentais ativa o córtex visual, e o mesmo ocorre em relação aos deficientes visuais e cegos (KOSSLYN ET AL, 1993; KOSSLYN, THOMPSON, KIM E ALPERT, 1995) quando estimulados por outro sentido, como o tato, ou associado a outros sentidos (audição e até o cheiro). De fato, alguns estudos apontam que indivíduos cegos de nascença criam imagens mentais (ALEMAN ET AL, 2001; ARDIT, HOLTZMAN E KOSSLYN, 1988). Uma série de estudos demonstra que a plasticidade em deficientes visuais que dominam o Braille é tão desenvolvida a ponto de recrutar áreas do próprio córtex visual, ao invés de prevalecer a ativação das regiões sensório-motoras quando comparados com indivíduos videntes (SADATO ET AL, 1996; SADATO ET AL, 1998). Em todos os casos, o ganho na aprendizagem envolvendo a exploração de objetos será muito mais eficiente se efetuar-se o reconhecimento utilizando-se a maior quantidade possível de sentidos (como o tato e a visão, no caso da pessoa vidente), do que utilizar apenas um único sentido (NEWELL, BÜLTHOFF e ERNST, 2003).
É fundamental que o deficiente visual execute procedimentos visando o treino de sua percepção, locomoção e integração ao meio exterior no qual ele está participando. Neste sentido, o trabalho com a mental imagery (imagem mental) torna-se de extrema importância, principalmente em crianças (RAYNARD, 1991; GAUNET E THINUS-BLANC, 1996). Segundo Grush (2004), a experiência sensorial-perceptiva envolvendo a parte motora contribui para que o cérebro construa mais circuitos neurais que auxiliarão na composição das imagens mentais do indivíduo. Isto formaria algo como uma sequência de quadros de um filme, produzindo significado real na consciência ou na mente do sujeito. Este mesmo tipo de estimulação associa-se às mesmas áreas sensoriais (HWANG E KWON, 2009; NEUPER, SCHERER, WRIESSNEGGER, PFURTSCHELLER, 2009; NEUPER, SCHERER, REINER E PFURTSCHELLER, 2005).
Outra associação entre processos de formação de imagens mentais e correlação com imagens visuais em cegos é encontrada no estudo de sonhos. Contrariando o senso comum, cegos inatos produzem imagens visuais através dos sonhos, comprovadas através do estudo da atividade elétrica cerebral (eletroencefalograma ou EEG) sugerindo a existência de algum mecanismo genético de preservação destas representações (BÉRTOLO E PAIVA, 2001).
A neuroplasticidade em cegos também pode ocorrer sem nenhuma estimulação artificial e sim de acordo com suas aprendizagens próprias e precedentes, dependentes diretamente do histórico de vida do indivíduo. (LAMBERT, SAMPAIO, MAUSS E SCHEIBER, 2004). O psicólogo Richard Held estudou um paciente que mesmo tendo perdido a visão completamente, conseguiu se locomover através de objetos num ambiente com obstáculos, mesmo sem ter efetuado qualquer treino específico para esta tarefa, numa clara demonstração de que aquele indivíduo já possuía algum repertório aprendido em relação a questão espacial (DE GELDER ET AL, 2008).
Outro exemplo muito significativo disto, é do pintor turco cego Esref Armagan, que é capaz de desenhar objetos ou edifícios em perspectiva (KENNEDY E JURICEVIC, 2006). O córtex visual de Armagan foi desenvolvido com uma plasticidade intermodal principalmente através da estimulação tátil, e em proporção menor em relação a estimulação sonoro-auditiva da verbalização (descrição falada da cena ou do objeto a ser desenhado ou pintado, realizado por outra pessoa), o que seria mais comum de ocorrer como acontece na maioria dos cegos (PASCUAL-LEONE, AMEDI, FREGNI E MERABET, 2005).
Mencionando agora as funções cognitivas superiores, há uma correlação positiva entre a supressão da visão e a performance mais desenvolvida nas funções cognitivas de atenção e memória, devido ao mecanismo da neuroplasticidade compensatória (RAZ, AMEDI E ZOHARY, 2005; AMEDI ET AL, 2003).
Se o cérebro do deficiente visual desenvolve “naturalmente” a plasticidade cerebral como uma função de autoregulação, por outro lado traz a vantagem de poder ser monitorada e controlada pela própria pessoa (biofeedback), por uma interface cérebro-computador ou outros dispositivos de neurofeedback, e com isto ter seu funcionamento otimizado no nível neurológico e comportamental (ROS ET AL. 2010; ZACKSENHOUSE ET AL., 2007; PINKERS, 1988). Particularmente isto é interessante pois a maioria dos deficientes visuais utiliza o atributo verbal/sonoro (na forma de uma modalidade perceptiva do tipo unimodal ou até amodal) para a constituição das imagens mentais e dos conceitos sobre os fenômenos.
Face ao exposto, traçamos na Tabela 3 um resumo que relaciona alguns aspectos neurocognitivos aqui abordados com questões educacionais, o que confere um caráter epistemológico em relação as considerações levantadas:
Característica neurocognitiva Orientação didático-pedagógica para o ensino de Ciências (e também na Física)
O indivíduo cego (ou com baixa visão) necessita de estimulação o mais cedo possível, após a constatação da perda parcial ou total da visão No ambiente escolar deve ser trabalhado a estimulação multissensorial, priorizando o uso de recursos auditivos e táteis (e outros)
A neuroplasticidade de determinado indivíduo deficiente visual é única e, portanto, os mecanismos de percepção e expressão cognitivos são também únicos È necessário avaliar as habilidades de percepção do aluno deficiente visual, com o objetivo de identificar qual (ou quais) funções perceptivas são mais destacadas (oralidade, audição, tato, sinestesia). A partir disto, o professor deve iniciar um planejamento didático individualizado, pensando-se principalmente nas três fases que compõem qualquer situação didática (Vergnaud, 1990):
a) O problema físico e sua contextualização, principalmente através de situações concretas e significativas;
b) O processo de elaboração argumentativa e interativa ou seja, a formulação dos conceitos e teoremas-em-ação por parte do aluno (e respectiva estrutura cognitiva);
c) Sistema de representações semióticas possíveis de serem utilizadas pelo aluno: oralidade, produção de texto (se o aluno for capaz de utilizar a informática, ou máquina Braille), criação de desenhos, esquemas, de preferência com o recurso de alto relevo, etc.
O treinamento tátil deve ser realizado o quanto antes para qualquer indivíduo com deficiência visual, com o objetivo de se auxiliar na composição da construção do processo de ‘imageria mental’ (formação de imagens mentais de objetos), assim como a exploração sensório-motor do espaço físico. Especialmente para o Ensino de Física, a estimulação tátil auxilia na formação de determinado objeto real. A avaliação e exploração tátil, como o exame da superfície de objetos, rugosidade, saliências, relevo, etc., contribuem no processo de constituição mental daquele objeto. A observação e análise intermodal (dois ou mais estímulos separadamente ou simultaneamente) auxiliam no processo de associação fenomenológica para a compreensão de determinada situação da Física (Camargo e Viveiros, 2009).
O exercício de exploração corporal de determinados espaços físicos é interessante tarefa de estimulação sensorial das propriedades e leis da Física (noções/conceitos de distância, tempo, velocidade, aceleração, equilíbrio estático e equilíbrio dinâmico, efeito Doppler (afastamento e aproximação de fontes sonoras), efetuação de cálculos mentais aproximativos estimando força, impulso, momento, etc.)
O treinamento tátil é uma operação neurocognitiva, e a consequente aprendizagem decorrente deste treinamento ocorre numa sequência, envolvendo as memórias de curto, médio e longo prazo. O reconhecimento tátil, sendo um processo analítico, necessita de constante estimulação e mecanismos de feedback (oral/verbalização, auditivo e outros) para se consolidar na memória de longo prazo. Em atividades de ensino de Ciências onde há a presença de vários conceitos correlacionados, é interessante utilizar estratégias de ensino como, por exemplo, o ‘ciclo da experiência kellyana’, desenvolvido segundo as seguintes etapas: antecipação, investimento e encontro, confirmação ou desconfirmação, revisão (Camargo e Viveiros, 2009).
Concomitantemente, como estratégia de acompanhamento metacognitivo da interação aluno-professor, sugere-se as categorias desenvolvidas por Camargo (2005): observação, compreensão e mediação.
A neuroplasticidade no deficiente visual é tão eficiente quanto mais estímulos sensoriais estiverem associados (associação intermodal, multimodal ou multissensorial) No caso do ensino de Física, pode-se utilizar a estratégia didática da ‘transposição didática. Entretanto, deve ser observado as categorias perceptivas propostas por Camargo ( ????), subdividas em:
a) Percepções indissociáveis de representações visuais;
b) Percepções vinculados às representações visuais;
c) Percepção interdependente dos sentidos.
Tabela 3 – Propriedades neurocognitivas e relação com o ensino-aprendizagem na Física para deficientes visuais
Concluímos as considerações a respeito das características neurocognitivas da pessoa com deficiência visual, e as possíveis implicações para o processo de ensino-aprendizagem no Ensino de Ciências.
Para completar este tema, entretanto, apresentaremos na sequencia alguns resultados mais específicos para as áreas da Matemática e Física, com o objetivo de compreendermos como se dá o processo de aquisição e aprendizagem nestas ciências, relevando porém o papel neurocognitivo.

4.1 - A neurocognição na apreensão dos conceitos e no desenvolvimento da linguagem
Talvez o primeiro grande evento internacional que tratou da questão da aprendizagem científica, linguagem e sua relação com o cérebro humano foi o First High Level Forum (OECD, 2000), que resultou precisamente numa publicação tratando da aprendizagem científica e sua relação com o cérebro, resultando assim num documento com várias indicações diretas para as políticas e práticas educacionais, algumas das quais serão aqui apreciadas.
Em termos das estruturas cognitivas no indivíduo, o processo interpretativo dos fenômenos e consequentemente das leis ou princípios pelas quais são regidos, inicia-se pela articulação (mental ou verbal) da linguagem e pelo mecanismo de interpretação ou leitura das palavras ou dos signos, através dos quais são estruturadas as palavras e os conceitos.
Em termos neurocognitivos, o processo de leitura e interpretação de símbolos e de conceitos matemáticos (e também da Física) é absolutamente específico dentro da estrutura cerebral, diferenciando-se por exemplo, das regiões que são responsáveis pela leitura pura e simples das palavras. Em ambas situações, existem determinados lócus preferenciais com neurônios específicos para cada uma das funções. (DEHAENE, ET AL 1999). No caso da leitura de palavras, Dahene (ibidem) adota um modelo chamado “Detector de Combinações Locais” (local combination detectors – LCD). Neste modelo, o domínio da leitura advém de um complexo percurso de combinações de signos, símbolos e ícones que compõem qualquer tipo de sistema de linguagem (escrita, gráfica, representacional, pictórica).
Concomitantemente, o processo de aquisição e desenvolvimento da habilidade do cálculo matemático também é específico em termos neurocognitivos, associando-se e combinando-se a isto o próprio processo da leitura e da fala naturais pelo indivíduo, fazendo com que na aprendizagem conceitual e matemática da Física, os mesmos grupos neurônicos estejam sendo recrutados, e diferenciando-se de outros grupos neurônicos empregados em habilidades cognitivas diferentes, como por exemplo, a habilidade musical, o reconhecimento de figuras humanas, ou de imagens visuais de paisagens, e até mesmo independente do mecanismo da linguagem (QIAO, 2007; DEHAENE, COHEN ET AL. 2005; DEHAENE, 2001).
A aprendizagem da Matemática, semelhantemente com o que ocorre com a Física, implica no uso de repertório semântico (característico dos processos de conceitualização) com ativação de regiões cerebrais específicas. Participa do mecanismo de estruturação de conceitos a utilização de modelos mentais e de modelos do tipo visual (via representação mental). Entretanto, a visualização pode ser necessária, porém não suficiente para a formação de conceitos. Acrescenta-se ao mecanismo de conceitualização e operacionalização matemático-formal a contribuição da estimulação intermodal, ou seja, a participação de vários estímulos isolados ou concomitantemente.
Além disto, a atividade neuronal específica da área do raciocínio lógico matemático demonstrou covariância direta com a área cognitiva motora (KNOPS ET AL, 2009). Isto contradiz a ideia de senso comum de que o desenvolvimento da atividade mental matemática é oposta a ativação do aparelho locomotor do indivíduo.
As funções cognitivas associadas com as representações intermodais (incluindo a linguagem falada e as atividades cognitivas psicomotoras) associam-se diretamente aos chamados neurônios espelhos (ROGERS ET AL, 2003), característicos em situações onde o indivíduo realiza qualquer atividade de imitação, quer seja imitação mental (imaginação ou imageria mental de alguma atividade real) ou a imitação baseada na observação visual.
Por conseguinte, a estimulação das representações mentais em situações de ensino-aprendizagem envolvendo funções cerebrais do tipo encontrada no raciocínio lógico (bastante comuns na educação científica), quando executadas num ambiente intermodal, pode emular os neurônios espelhos das regiões associadas com as áreas da cognição emocional, da atenção, da memória e do raciocínio lógico (MUTHUKUMARASWAMY E SINGH, 2008). Neste sentido, também é demonstrado que em situações de aprendizagem sob algum tipo de monitoramento e feed-back (bio ou neurofeedback) otimiza a performance de operação destes neurônios espelhos, fazendo com que a aprendizagem seja mais efetiva (PINEDA ET AL, 2008).
Em ambientes de aprendizagem onde fosse minimizado a dissonância cognitiva, ou seu equivalente, os obstáculos epistemológicos envolvidos na mudança conceitua, a otimização dos resultados em aplicações de neurofeedback (quando se efetua um feedback através de algum equipamento) poderia ser estendida tanto na melhora de desempenho mnemônico, quanto para contribuir na performance em situações didáticas envolvendo o cálculo matemático e a aprendizagem de conceitos (REA-RAMIREZ E CLEMENT, 1998).
Porém, a aprendizagem somente ocorre através da estimulação da memória de longo termo (long therm memory), através de estratégias de aprendizagem periodicamente frequentes, o que resulta a nível molecular na formação de estruturas proteicas a nível genético (KANDEL E SCHWARTZ, 1982). Quando tal processo se efetiva, é possível até que a aprendizagem adquirida pelo indivíduo ultrapasse ou se sobreponha a um eventual histórico de dificuldade cognitiva anterior, diz-se que, neste caso, a epigênese se sobrepõe a genética (CHANGEUX E CONNES, 1996).
Concomitante ao processo de desenvolvimento das habilidades cognitivas, e a sua consequente incorporação em termos das memórias de curto, médio e longro prazo, o que ocorre é o mecanismo da neuroplasticidade cerebral. Através da plasticidade cerebral é possível que o indivíduo seja capaz de ordenar os estímulos perceptivos na forma de estruturas cognitivas complexas. Assim, se a estimulação que a pessoa está exposta dentro de determinado meio corresponde a algum padrão decodificável, como acontece, por exemplo, na linguagem, com o passar do tempo o indivíduo acaba por assimilar estes padrões também na forma da articulação verbal da linguagem.
O mecanismo de aprendizagem científica obedece ao mesmo padrão de aquisição da linguagem falada, ou seja, mediante determinada exposição do indivíduo a um meio composto por signos, conceitos, argumentações sobre ideias e conceitos, isto possibilita a incorporação pelo indivíduo deste mecanismo na forma de determinada habilidade linguística que, no caso, se refere a aquisição de determinada linguagem dentro de uma área científica específica (ou até de várias simultaneamente).
Por esta razão, vamos tratar a seguir de explicitar como se desenvolve o processo de aquisição da linguagem, falada e escrita e como deveria se dar sua produção no contexto da educação escolar, e como isto afeta ou influencia o processo de alfabetização científica. A compreensão deste mecanismo nos auxiliará no entendimento de tais processos tanto na pessoa considerada normal quanto nos indivíduos com deficiência visual, ou outro tipo de deficiência onde tais processos de neuroplasticidade tornam-se particularmente singulares de acordo com o histórico de vida de cada indivíduo.

5. Aquisição da linguagem e seu papel para o Ensino de Ciências
As questões relacionadas com a gênese, cognição, aquisição e desenvolvimento da linguagem humana foram debatidas por Jean Piaget e Noam Chomsky (e outros grandes nomes da ciência) em 1975, no Centre Royamont pour une science de l’homme (PIATELLI-PALMARINI, 1983).
Estas discussões se centralizaram basicamente sobre duas grandes hipóteses aparentemente opostas. A primeira defende que a aprendizagem é algo inato no indivíduo e que, no caso da linguagem, o indivíduo possuiria como que uma estrutura cognitiva na qual as habilidades da linguagem já acompanhariam a pessoa até mesmo antes de seu nascimento. A abordagem da chamada gramática gerativa ou generativa, de Chomsky foi uma entre tantas teorias que se baseou nesta ideia.
Outra noção era a de que o desenvolvimento cognitivo ocorre na medida em que o indivíduo interage com o meio social. Assim, a linguagem seria algo apreendido pela pessoa, e não algo inato.
O termo ‘linguagem’ (que é diferente do termo ‘língua’) aqui, se refere ao aspecto estrutural e intrínseco de qualquer linguagem, compondo o aspecto lógico, léxical, gramatical e semântico. Diz respeito a estrutura semiótica dada a priori em qualquer linguagem, o que confere a busca por elementos de natureza epistemológica diretamente vinculados as funções cognitivas no indivíduo, mas também a dinâmica, organização e estruturação da linguagem em termos sócio-cognitivo-cultural (BRONCKART, 2009; SANTAELLA, 2005).
Segundo Bakhtin, a linguagem se constitui a partir da pressuposição da existência do aparelho social e, por esta razão, a linguagem não é algo construída a partir e tão somente do indivíduo.
A expressão da linguagem é polifônica, podendo esta se manifestar por diversas vias comunicativas (oral, escrita, pictórica, iconográfica, etc.). O problema que se impõem é justamente sabermos como se constitui a linguagem científica, dentro dos vários sistemas linguísticos existentes, e ainda, nos perguntarmos quais as relações existentes entre ambas linguagens (a científica e chamada linguagem corrente).
Para respondermos isto, utilizaremos a interpretação dada por um dos expoentes mais significativos do chamado ‘Grupo de Genebra’, Jean-Pierre Bronckart, ao definir o conceito de texto empírico. Para este autor, o texto empírico
“designa uma unidade concreta de produção de linguagem, que pertence necessariamente a um gênero, composta por vários tipos de discurso, e que também apresenta os traços das decisões tomadas pelo produtor individual em função da sua situação de comunicação particular (BRONCKART, 2009, p. 77).
Sob estas condições, torna-se fácil compreender que diversos gêneros textuais permeiam a sociedade como um todo e, especificamente no contexto escolar predominam os gêneros didático-pedagógico, o científico e o literário, embora outros gêneros, como o jornalístico, também estão presentes.
Dentro disto, é notável como a prática pedagógica escolar (em qualquer nível ou instância do percurso acadêmico formal) se fundamenta quase que exclusivamente sobre os gêneros didático-pedagógico e o científico. Na verdade, o que estamos chamando aqui de gênero ‘didático-pedagógico’ é apenas uma transposição (didática) do gênero científico, adaptada para o contexto escolar. E neste processo inicia-se a gênese e a base de um conflito cognitivo dificilmente transposto pela grande ‘massa’ escolar.
Isto porque o processo de construção ou elaboração do conhecimento científico, na forma de seus respectivos textos empíricos (relatórios, dossiês, monografias, dissertação de mestrado, tese de doutorado, artigo científico e outras modalidades) é algo desenvolvido por uma comunidade completamente apta para tal, seguindo determinados cânones, regras, padrões, metodologias, epistemologias, enfim, mecanismos bem específicos que são ditados e estabelecidos por esta mesma comunidade. Normalmente, tais parâmetros não estão disponíveis nem são facilmente acessíveis a população leiga. Isto faz com que o gênero científico, efetivamente, esteja completamente sob um domínio muito restrito (e restritivo) de agentes sociais.
Como se isto não bastasse, mesmo considerando as diversas modalidades dentro do gênero científico, muito dificilmente o cientista se utiliza do recurso da narrativa ou do registro historiográfico, ou biográfico, para explicitar aos outros colegas cientistas (ou até para a população leiga) o percurso pessoal, emocional, psicológico, afetivo que ele percorreu durante o processo de elaboração do trabalho científico até se chegar a algum produto final. Esta pretensa impessoalidade, ou neutralidade implícita (ou melhor, explícita mesmo) do pesquisador, dificulta possíveis especulações sobre a natureza humana própria desta mesma pesquisa.
Como resultado desta história não contada, é que de fato, os possíveis ‘textos’ (compreendidos enquanto qualquer produção intelectual) não somente inexistem mas, principalmente, deixam de revelar ao indivíduo comum, as facetas mais íntimas da pessoa enquanto um ser humano.
Muito pior ainda, inexiste no processo de explicitação das ideias científicas, normalmente presentes nas diversas submodalides do gênero científico, as diversas argumentações quer levantadas por determinado cientista, quer as argumentações favoráveis ou contrárias, confirmações ou refutações de outros colegas, embora isto apareça completamente diluído no decorrer do texto da obra científica.
Assim, ao se construir o texto ou gênero pedagógico-didático, aquele que chega até as escolas, procura-se o melhor possível explicitar apenas uma estrutura lógica na forma dos conceitos científicos e fazendo com que este tipo de texto transpareça ao aluno com a conotação de um discurso com características autoritárias (ORLANDI, 2003). Por vezes, quando alguma componente chamada ‘histórica’ é referida neste gênero, é feita na maioria das vezes para ilustrar algum acontecimento, ou ainda para tentar incutir uma ideia de ‘evolução tecnológica’ (a ideia de senso comum que a ciência sempre caminha no sentido de evoluir a humanidade).
No texto ou gênero pedagógico-didático (escolar) nunca será apresentado ou discorrido os entraves e embates argumentativos que o(s) cientista(s) desenvolveu para se chegar em tais ou quais resultados. Provavelmente, tais questões constarão nos ensaios filosóficos (que é outra categoria ou gênero textual).
Em resumo: para o aluno, mesmo aquele com um aparato sócio cognitivo mais amadurecido, a composição, criação, constituição e domínio epistemológico tendo a argumentação como núcleo central do pensamento científico, torna-se praticamente a sombra de uma nuvem dispersa num dia de céu ensolarado.
Por esta razão, há aproximadamente mais de uma década, iniciativas como a do Grupo de Genebra, tem produzido resultados bastante interessantes no ensino da língua materna (inicialmente no francês). Para isto, autores como Bronckart (2009), Bakhtin (1997) e Schneuwly e Dolz (1996) defendem que o ensino deve abranger o uso sistemático e preferencialmente através de sequências didáticas, considerando-se o estudo, a compreensão, a apropriação instrumentalizada dos diversos gêneros textuais diferentes existentes.
Isto pressupõe que o ensinar não deve se concentrar apenas e tão somente em um único gênero textual, e sim em vários. Tal estratégia possui sua fundamentação científica e empírica, precisamente porque, segundo Bronckart (ibidem), todos os gêneros textuais possuem a seguinte estrutura:
• A infra-estrutura geral do texto – tipos de discurso que comporta, modalidades de articulação e sequências que aparecem;
• Os mecanismos de textualização - conexão, coesão nominal e coesão verbal;
• Os mecanismos enunciativos – as vozes que se expressam no texto e traduzem as diversas avaliações (julgamentos, opiniões, sentimentos).
A este conjunto triádico (semiótico), o autor dá o nome de ‘folhado textual’ (Bronckart, ibidem, p.119). Com base neste conceito de folhado textual e nas inferências aqui colocadas, como síntese, indicamos quais seriam as orientações relativas a produção textual visando a estimulação dos processos relacionados ao ensino-aprendizagem diretamente vinculados ao Ensino de Ciências:
i. Valorizar o uso de diversos gêneros textuais: tanto no processo da aquisição conceitual (vídeos, filmes, textos didáticos e paradidáticos, textos históricos, histórias em quadrinhos, etc.) quanto na representação (produção de textos, como relatórios, sinopses, esquemas, diagramas, mapas conceituais, etc.);
ii. Explorar com os alunos a diferenciação nas formas discursivas apresentadas nos respectivos tipos de textos: por exemplo, diferenciar o discurso utilizado no texto jornalístico dos textos de divulgação científica;
iii. Promover o debate entre os alunos através das argumentações desenvolvidas segundo os distintos gêneros textuais. Exemplo: o argumento desenvolvido num texto paradidático sobre a questão dos transgênicos será idêntico ao utilizado por uma empresa que fabrica produtos com esta tecnologia?
iv. Relevar para os alunos o papel dos agentes discursivos nos respectivos textos, relacionando-os com seus discursos: por exemplo, quais atores sociais e que tipo de discursos estão presentes numa matéria jornalística que trata dos possíveis efeitos prejudiciais da radiação eletromagnética produzida pelos telefones celulares?
v. Observar, destacar e conduzir tanto a interpretação quanto a produção dos diversos tipos textuais, levando-se em consideração as diferenças de gênero humano (masculino e feminino): neste sentido, alunos e alunas pensam e se expressam sob o mesmo tema de uma mesma maneira? Por exemplo, sobre os tema contracepção, aborto e doenças sexualmente transmissíveis, quais seriam as representações sociais de meninos e meninas ?

6. Acessibilidade e tecnologias assistivas: orientações no Ensino de Ciências para deficientes visuais
Uma vez tendo desenvolvido orientações com relação a questões diretamente vinculadas aos aspectos epistemológicos, semióticos, neurocognitivos e com respeito a utilização da linguagem para o Ensino de Ciências, iremos agora apresentar uma série de indicações mais propriamente voltadas ao aspecto de acessibilidade e utilização de algumas tecnologias assistivas para o deficiente visual.
Algumas pesquisas com deficientes visuais, voltadas ao ensino de Ciências, Matemática, Física, Química e Biologia mostram características, peculiaridades e critérios para se desenvolver uma situação de ensino-aprendizagem adequadas às necessidades do deficiente visual. Selecionamos alguns resultados destas pesquisas, em termos de utilização de materiais e recursos didáticos pedagógicos, que podem nos subsidiar para uma discussão sobre o tema.
a) Orientações de natureza atitudinal, motivacional e de acessibilidade: (CUNNINGHAM, 1997; KUMAR, RAMASAMY E STEFANICH, 2001; WEST VIRGINA UNIVERSITY-EUA, 2005).
• Na maioria das vezes, os próprios professores e parentes consideram que os estudantes de nível médio não são capazes de aprender ciências, tecnologia e matemática, o que influencia negativamente em sua autoestima;
• Estes estudantes devem ser estimulados ao ensino de ciência, tecnologia e matemática;
• Professores e pais devem buscar todo tipo de auxílio e recurso para fazer com que tais estudantes participem de todas as atividades escolares como os outros alunos (utiliza-se aqui o conceito de mainstreaming);
• Incentivar a conversação direta e o diálogo diretamente ao deficiente visual, num tom normal de voz;
• Oriente o aluno com deficiência visual em relação às saídas de emergência, produtos químicos, objetos, portas e janelas de vidro, extintor de incêndio. Este tipo de orientação pode ser proporcionado por um colega voluntário da própria turma;
• Mantenha corredores e outros ambientes, como laboratórios, sempre bem iluminados, e não deixe as janelas completamente fechadas. Oriente os outros alunos a oferecer orientação ao aluno com deficiência visual, mesmo que este eventualmente utilize ou não bengala para se locomover;
• Proporcione amplo espaço para o cão-guia, quando houver, e procure manter os outros alunos sem perturbar o cão;
• Se possível, solicite a um aluno da turma que oriente o aluno com deficiência visual na realização de procedimentos e atividades durante a aula, principalmente quando o próprio professor não tiver condições de fazê-lo.
• Posicione o aluno em local estratégico na sala, de modo a permitir que ele participe da aula;
• Sempre que possível, forneça ao aluno deficiente visual detalhes das atividades que serão desenvolvidas, procurando fazer com que o mesmo estabeleça contato tátil com os materiais a serem utilizados.

b) Orientações de natureza didático-pedagógica em geral, como utilização de recursos e materiais didáticos específicos ou adaptados, bem como estratégias diferenciadas de ensino: (BECK-WINCHATZ E OSTRO, 2003; GRADY ET AL, 2003; GARDNER, 1996)
• Se possível, gravar para o aluno deficiente visual trechos mais importantes das aulas, para que o mesmo possa posteriormente estudar através deste material. Este material pode inclusive compor um arquivo com aulas gravadas para esta finalidade específica;
• Todos os objetos ou recursos didáticos como maquetes, peças de anatomia, materiais de laboratório ou textos, devem ser identificados com o Braille;
• Utilização de modelos em escala;
• Utilização de modelos tridimensionais;
• Uso do recurso do retroprojetor (ou projetor de slides), preferencialmente projetando em fundo ou tela opaca, quando o grau de deficiência visual assim o permitir;
• Utilizar materiais pintados com cores fortes ou fosforescentes. O mesmo processo pode ser aplicado em lâmpadas coloridas;
• Os alunos podem tentar representar através de um desenho as formas que percebem através do tato, para isto, pode ser utilizado tinta de alto-relevo;
• Preparação de diversos recursos táteis em duas dimensões, como figuras, gráficos e mapas utilizando a técnica da xilo ou litogravura, respectivamente, utilizadas principalmente em artes plásticas para impressão de obras de arte;
• Utilizar canetas térmicas, que podem ser aplicados em superfícies sensíveis ao calor, como alguns tipos de papéis termo-sensíveis, plásticos e isopor;
• Pode-se ainda produzir estas figuras em alto ou baixo relevo, através de máquinas controladas eletronicamente, através do computador e utilizando software de CAD (computer aided design) em superfícies mais duras como acrílico, madeira ou metal.
• Motive os alunos a explorar seu ambiente natural, por exemplo, plantas, animais, fazendo com que se locomova para além dos limites que normalmente está condicionado.

c) Orientações envolvendo uso da informática, computadores, calculadora e máquina Braille: (SCHLEPPENBACH, 1996; KUCERA, 1996; KUMAR, RAMASAMY E STEFANICH, 2001):
• Aplicação de software de voz para o ensino de matemática (cálculo) e química orgânica (no Brasil dispõe-se do software DOSVOX)
• Um software converte tanto o texto explicativo de matemática, quanto às equações matemáticas para o Braille;
• Software de conversão de texto em som: atualmente dispõem de programas no padrão internacional ‘Daisy’ (exemplo, o software MECDaisy, no Brasil);
• Gráficos, imagens complexas, diagramas e equações químicas são escaneados, convertidos e transformados (impressos) em mapas ou diagramas táteis (matemática ou química);
• Modelos tridimensionais são utilizados para simular átomos ou moléculas, nomeando-se os átomos através do braile, sendo que o professor ou monitor assessora o aluno deficiente visual nesta operação;
• Equipamentos de laboratórios podem ser adaptados via interface a um computador, e este a uma impressora Braille.

7. Conclusão e considerações finais
Com base em tudo o que foi aqui apresentado, como conclusão ou síntese apresentamos abaixo os aspectos que consideramos necessários para constituição do que inicialmente chamamos de ‘Protocolo Semiótico’, objetivando um Ensino de Ciências que leve em conta pessoas com deficiência visual.
1. O Ensino de Ciências pressupõe três momentos básicos (tríade semiótica): a apresentação do conhecimento através de situações didáticas, a oportunização do desenvolvimento argumentativo na fase de elaboração dos conceitos e teoremas-em-ação, o momento da representação do conhecimento;
2. Esta tríade semiótica deve ser desenvolvida considerando a possibilidade de utilização de recursos textuais (gêneros textuais) diferenciados;
3. Todo processo de aquisição, apreensão ou exploração do conhecimento, através das situações didáticas, deve ser realizado utilizando-se a maior quantidade possível das distintas modalidades perceptivas. No caso do deficiente visual, a estimulação tátil, auditiva, verbal são fundamentais para a constituição dos conceitos científicos e formação de imagens mentais das situações didáticas. Esta estimulação multissensorial (intermodal) deve ocorrer o quanto antes na vida acadêmica do aluno;
4. A utilização de recursos assistivos, na forma de complementação e constituição didático-pedagógica é imprescindível dentro de um programa de formação ou alfabetização científica, e deve o mais possível ser aplicada de maneira contextualizada;
5. O desenvolvimento das habilidades e competências na área de Ciências pressupõe a estimulação paralela ou concomitante em relação a outras áreas do conhecimento humano, como a expressão artística (musical, pictórica), verbal (aprimoramento sócio comunicativo, desenvolvimento argumentativo), expressão tátil através da representação pictórica, gráfica, esquemática ou escrita.
Assim sendo, acreditamos que este Protocolo Semiótico se constitua ainda na possibilidade de que estudos e recortes mais pontuais possam ser realizados e que, através disto, sejamos capazes de desenvolver determinados construtos cognitivos específicos para a área de Ensino de Ciências.
A possibilidade de obtenção de construtos cognitivos para o Ensino de Ciências pode evidenciar características de natureza cognitiva bem delimitadas para esta área, fazendo com que, a partir disto, sejam desenvolvidos ou obtidos parâmetros na forma de indicadores ou descritores que subsidiem a prática pedagógica da área.
Tal preocupação possui sua forte razão de ser tendo em vista a necessidade premente no refinamento didático na área de Ensino de Ciências visando uma alfabetização científica de qualidade, e não apenas com o objetivo de atender a grande demanda que as avaliações institucionais (nacionais ou internacionais) tem imposto ao sistema educacional como um todo.

Referências Bibliográficas
ALEMAN, A., VAN LEE, L., MANTIONE, M., VERKOIJEN, I. & DE HAAN, E. H. D. Visual Imagery Without Visual Experience: Evidence from Congenitally Totally Blind People. NeuroReport (12) 2601-2604. 2001.
AMEDI A, RAZ N, PIANKA P, MALACH R, ZOHARY E. Early ‘visual’ cortex activation correlates with superior verbal memory performance in the blind Nature Neuroscience, 6(7), p.758-66, 2003.
ARDITI, A., HOLTZMAN, J. D., & KOSSLYN, S. M. Mental Imagery and Sensory Experience in Congenital Blindness. Neuropsychologia (26), p.1-12. 1988.
BAKHTIN, M. V. Marxismo e filosofia da linguagem. 11. ed. São Paulo: Hucitec, 2004.
BECK-WINCHATZ, B., OSTRO, S. J. Using Asteroid Scale Models in Space Science Education for Blind and Visually Impaired Students. The Astronomy Education Review, v.2, n.2., p.118-126, 2003.
BÉRTOLO, H; PAIVA, T. Conteúdo visual em sonhos de cegos. Psicologia, Saúde e Doenças. II(1).2001.
BRONCKART, J-P. Atividade de linguagem, textos e discursos – por um interacionismo sociodiscursivo. 2.ed. São Paulo: Educ, 2009.
CAMARGO, E.P.de. Ensino de óptica para alunos cegos: possibilidades. Curitiba: CRV, 2011.
CHANGEUX, J.P.; CONNES, A. Matéria e pensamento. Tradução de Luiz Paulo Rouanet. São Paulo: Editora da Universidade Estadual Paulista, 1996.
COLIN, V. Images mentales et déficience visuelle : Ecrits psychomoteurs. Evolutions psychomotrices, n. 65,141-146. 2004.
CUNNINGHAM, C. Science, technology and math issues for k-12 students with disabilities. Information Technology and Disabilities E-Journal. V. IV, n. 4, 1997.
DAS, A.; FRANCA, J.G.; GATTASS, R.; KAAS, J.H.; NICOLELIS, M.A.L.; TIMO-IARIA, C.; VARGAS, C.D.; WEINBERGER, N.M.; VOLCHAN, E. The brain decade in debate: VI. Sensory and motor maps: dynamics and plasticity. Brazilian Journal of Medical and Biological Research. 34: 1497-1508, 2001.
DE GELDER, B.; TAMIETTO, T.; VAN BOXTEL, G.; GOEBEL, R.; HAHRAIE, S.; VAN DEN STOCK, J.; STIENEN, B.M.C.; WEISKRANZ, L.; PEGNA, A. Intact navigation skills after bilateral loss of striate cortex. Current Biology, 18 (24), 1128-1129, 2008.
DEHAENE, S. Precis of the number sense. Mind & language. V.16, n.1, p.16-36, 2001.
DEHAENE, S; COHEN, L ;SIGMAN, M; VINCKIER, F. The neural code for written words: a proposal. Trends in Cognitive Sciences 9(7). 2005.
DEHAENE, S; SPELKE, E;PINEL, P; STANESCU, R; TSIVIKIN, S. Sources of Mathematical Thinking: Behavioral and Brain-Imaging Evidence. Science, 284, 970, 1999.
GARDNER, John A. Tactile Graphics: an overview and resource guide. (Science Access Project, Department of Physics, Oregon State University). Information Technology and Disabilities E-Journal. v. III, n.4, December,1996.
GAUNET, F.; THINUS-BLANC, C. Les représentations spatiales chez Le déficient visuel : apprendre à apprendre l'espace. Enfance et cécité. [Dossier]. - Empan, n. 23, 62-64. septembre 1996.
GINDIS, B. The social cultural implication of disability – Vygotsky paradigm for special-education. Educational Psychologist. V.30, n.2, p.77-81, 1995.
GRADY, C.A.; FARLEY, N.; ZAMBONI, N.;AVERY, F.; CLARK, B.; GEIGER, N.;WOODGATE, B. Accessible Universe: Making Astronomy Accessible to All in the Regular Elementary Classroom. The Astronomy Education Review. v.2, n.2, p.1-19, 2003.
GRUSH, R. The Emulation Theory of Representation: Motor Control, Imagery, and Perception. Behavioral And Brain Sciences, 27 (3):377-396. 2004.
HOFSTADTER, D.R. Gödel, Escher, Bach: an eternal golden braid. Mew York: Basics Book, 1999.
HOLLINS, M. Styles of mental imagery in blind adults. Neuropsychologia. 23(4):561-6, 1985.
HWANG H.J.; KWON K, IM C.H. Neurofeedback-based motor imagery training for brain-computer interface. Journal Neuroscience Methods.179(1).2009.
KANDEL, E.; SCHWARTZ, J.H. Molecular biology of learning: modulation of transmitter release. Science: v. 218, n. 4571, 433-44329, October 1982.
KENNEDY J. M.; JURICEVIC, I. Foreshortening, convergence and drawings from a blind adult. Perception, 35(6) 847 – 851, 2006.
KNAUFF, M. ; MAY, E. Mental imagery, reasoning, and blindness. The Quarterly Journal of Experimental Psychology, v.59, 161 – 177, January 2006.
KNOPS, A; THIRION, B; HUBBARD, EM; MICHEL, V; DEHAENE, S. Recruitment of an Area Involved in Eye Movements During Mental Arithmetic. Scienceexpress, 7 may 2009.
KOSSLYN, S. M.; BEHRMANN, M.; JEANNEROD, M. The cognitive neuroscience of mental imagery. Neuropsychologia, v. 33, n. 11, 1335-1344, November 1995.
KOSSLYN, S. M.; ALPERT, N. M.; THOMPSON, W. L.; MALJKOVIC, V.; WEISE, S. B.; CHABRIS, C. F.; HAMILTON, S. E.; RAUCH, S. L.; BUONANNO, F. S. Visual-mental imagery activates topographically-organized visual cortex: PET investigations. Journal of Cognitive Neuroscience, 5, 263–287. 1993.
KUCERA, T.J. Teaching chemistry to students with disabilities. Information Technology and Disabilities E-journal Rochester Institute of Technology . ISBN 0-8412-2734-9. December, 18, 1996.
KUMAR, David D.; STEFANICH, Greg. P.;RAMASAMY, Rangasamy. Science for Students with Visual Impairments: Teaching Suggestions and Policy Implications for Secondary Educators. Electronic Journal of Science Education. V.5 , n. 3 , March 2001.
LAMBERT, S; SAMPAIO, E; MAUSS, Y; SCHEIBER, C. Blindness and brain plasticity: contribution of mental imagery? An fMRI study. Brain Research. Cognitive, 20(1):1-11, 2004.
MOREIRA, M. A. A teoria dos campos conceituais de Vergnaud, o ensino de Ciências e a pesquisa nesta área. Investigações em Ensino de Ciências, V.7, n. 1, 2002.
MUTHUKUMARASWAMY, SD; SINGH, KD. Modulation of the human mirror neuron system during cognitive activity. Psychophysiology. 45(6): 2008.
NEUPER, C; SCHERER, R; WRIESSNEGGER, S; PFURTSCHELLER, G. Motor imagery and action observation: modulation of sensorimotor brain rhythms during mental control of a brain-computer interface. Clinical Neurophysiology.120(2).2009.
NEUPER C, SCHERER, R; REINER, M; PFURTSCHELLER, G. Imagery of motor actions: differential effects of kinesthetic and visual-motor mode of imagery in single-trial EEG. Brain Res Cogn Brain Res.25(3).2005.
NEWELL, F.N., BÜLTHOFF, H., ERNST, M.O. Cross-Modal Perception of Actively Explored Objects. in: H.S. Oakley, & S. O'Modhrain (Eds.), Proceedings EuroHaptics 2003. Dublin, Ireland: Trinity College Dublin, 291 – 299, 2003.
NICOLELIS, M., LEBEDEV, M.A. Principles of neural ensemble physiology underlying the operation of brain–machine interfaces. Nature Reviews Neuroscience, 10, 530-540 (July 2009) | doi:10.1038/nrn2653.
OECD. First High-Level Forum on Learning Sciences and Brain Research: Potential Implications for Education Policies and Practices: Brain Mechanisms and Early Learning, Sackler Institute, New York, June 16–17, organized by the OECD.
ORLANDI, E.P. Análise de discurso – princípios e procedimentos. 5.ed. Campinas: Pontes, 2003.
PASCUAL-LEONE, A.; AMEDI, A.; FREGNI, F.; MERABET, L.B. The Plastic Human Brain Cortex Publisher: Annual Review of Neuroscience, 28:377-401, 2005.
PIATELLI-PALMARINI, M. Teorias da linguagem, teorias da aprendizagem: o debate entre Jean Piaget e Noam Chomsky. Organizado e compilado por Massimo Piatelli-Palmarini. Tradução de Álvaro Cabral. São Paulo: Cultrix: Editora da Universidade de São Paulo, 1983.
PINEDA JA, BRANG D, HECHT E, EDWARDS L, CAREY S, BACON M, FUTAGAKI C, SUK D, TOM J, BIRNBAUM C, RORK A. Positive behavioral and electrophysiological changes following neurofeedback training in children with autism. Research in Autism Spectrum Disorders , 2. 557-581. 2008.
PINKERS, S. A computational theory of the mental imagery medium. NATO advanced research workshop on imagery and cognition, n. 42, 17-32, 1988.
PYLYSHYN, Z.W. Things and places – how the mind connects with the world. Cambridge: A Bradford Book/MIT Press, 2007.
QIAO, E.T. Bases cérébrales de la lecture des mots manuscrits : Etude comportementale et en IRM fonctionnelle. Master de Sciences Cognitives. EHESS/ENS/Université PARIS 5. 2007.
RAZ, N; AMEDI, A; ZOHARY, E. V1 Activation in Congenitally Blind Humans is Associated with Episodic Retrieval. Cerebral Cortex,15(9).2005.
RAYNARD, F. Se mouvoir sans voir. Education et rééducation fonctionnelle des aveugles et des malvoyants. Éditions : Corcelles-le-Jorat (Suisse) : Yva Peyret, 1991.
REA-RAMIREZ, M; CLEMENT, J. In search of dissonance: The evolution of dissonance in conceptual change theory. Paper presented at the Annual meeting of the National Association for Research in Science Teaching, San Diego. 1998, 19-22 April.
REGO-MONTEIRO, P., MANHÃES, L.P., KASTRUP, V. Questões Acerca da Teoria da Compensação no Campo da Deficiência Visual. Revista Benjamin Constant, n.36, Abril, 2007.
ROGERS S.J.; HEPBURN, S.L.; STACKHOUSE, T.; WEHNER, E. Imitation performance in toddlers with autism and those with other developmental disorders. Journal of Child Psychology and Psychiatry and allied disciplines. 44:763–781, 2003.
ROS, T.; MUNNEKE, M.A.M.; DIANE, R.; GRUZELIER, J. H.; ROTHWELL, J. C. Endogenous control of waking brain rhythms induces neuroplasticity in humans European Journal of Neuroscience.31(4).2010.
SANTAELLA, L. Matrizes da linguagem e pensamento: Sonora, visual, verbal –aplicações na hipermídia. 3.ed. São Paulo: Iluminuras/FAPESP, 2005.
SADATO, N.; PASCUAL-LEONE, A.; GRAFMAN, J.; DEIBER, M.P.; IBAÑEZ, V.; HALLETT, M. Neural networks for Braille reading by the blind. Brain, 121, 1213-1229, 1998.
SADATO, N.; PASCUAL-LEONE, A.; GRAFMAN, J.; IBAÑEZ, V.; DEIBER, M.P.; DOLD, G. et al. Activation of the primary visual cortex by Braille reading in blind subjects. Nature, 380, 526-528, 1996.
SCHLEPPENBACH, D.Teaching science to the visually impaired. Information Technology and Disabilities E-Journal. December, 1996.
SCHELLENBERG, E.G., Examining the association between music lessons and intelligence. British Journal of Psychology. V.102, p.283-302, 2011.
SCHNEUWLY, B., DOLZ, J. Gêneros orais e escritos na escolar. Campinas: Mercado de Letras, 2004.
SOUZA, I.L.de. A competência leitora na perspectiva do SARESP – a habilidade de inferir informação implícita em texto escrito. Dissertação de Mestrado. Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, 2007.
THÉORET, H.; MERABET, L.; PASCUAL-LEONE, A. Behavioral and neuroplastic changes in the blind: evidence for funcionally relevant cross-modal interactions. Journal of Physiology. Paris 98, 2004.
TORINO, C., MENDES, C.R. Avaliação educacional e educação estatística – um olhar sobre os resultados do SARESP. Anais do XIV Encontro de Iniciação Científica da PUC-Campinas - 29 e 30 de setembro de 2009.
VAUGHN, K. Music and mathematics: Modest support for the oft-claimed relationship. Journal of Aesthetic Education. V.34, n.3-4, p.149-166.
VERGNAUD, G. The theory of conceptual fields. Human development. V.52, n.2, p.83-94, 2009.
VERGNAUD. G. La théorie des champs conceptuels. Recherches en Didactique des Mathématiques, v. 10, n. 23, p. 133-170, 1990.
VIVEIROS, E.R.de. Investigando a relação sujeito-conhecimento entre alunos da Licenciatura em Química: contribuições da Teoria dos Campos Conceituais. Dissertação de Mestrado. Orientador Renato Eugênio da Silva Diniz. Programa de Pós graduação em Educação para a Ciência. Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho, Bauru, 2005.
VYGOTSKY, L.S. Fundamentos de la defectologia. Obras Completas. Tomo 5. Editorial Pueblo y educación, Cuba, 1995.
WAISELFISZ, J.J. O ensino das Ciências no Brasil e o PISA. São Paulo: Sangari, 2009.
WEST VIRGINIA UNIVERSITY. Strategies for teaching students with vision impairments (in: Inclusion in Science Education for Students with Disabilities) (Project on Coordinated and Thematic Science (CATS), The WV Department of Education, The National Science Foundation, WVU Eberly College of Arts & Sciences).
WAN, CY. Music Making as a Tool for Promoting Brain Plasticity across the Life Span. Neuroscientist. V.16, n.5, p.566-577, 2010.
ZACKSENHOUSE M.; LEBEDEV, M.A.; CARMENA, J.M.; O’DOHERTY, J.E.; HENRIQUEZ, C.; NICOLELIS M.A. Cortical modulations increase in early sessions with brain-machine interface. PLoS One, 2(7):e619, 2007.