Arranjos espaciais e especificações técnicas para ambientes de aprendizagem adequados a práticas educacionais com blended learning

Spatial layouts and technical specifications for learning environments suitable for blended learning educational practices

Thaisa Sampaio Sarmento Vilma Villarouco Alex Sandro Gomes Sobre os autores

Resumo

Os sistemas educacionais no Brasil renovam-se para se adequar a padrões internacionais de qualidade em educação. Esse é um esforço grande frente aos problemas de diferentes naturezas encontrados na rede pública de escolas brasileiras, que deveria funcionar em plenas condições de infraestrutura física, recursos humanos, didáticos e digitais. Ações de modernização das estratégias educacionais por meio da adoção de tecnologias da informação e comunicação (TICs) apontam para a tendência de implantação da educação híbrida, ou blended learning, em sistemas tradicionais de ensino. Diante disso, esta pesquisa discute os leiautes padrões de ambientes de aprendizagem propostos em referências nacionais e as inovações sugeridas em estudos científicos sobre ambientes de aprendizagem inovadores, no Brasil e no exterior. A pesquisa é de cunho qualitativo, e seu paradigma é o design science research associado a métodos de avaliação e de projeto ergonômico para o ambiente construído. Os resultados apontam para o desenvolvimento de propostas inovadoras de arranjos espaciais de ambientes de aprendizagem, nos quais foram aplicados conceitos de flexibilidade para atender às múltiplas formas de aprendizagem, aplicando dimensionamento ergonômico e especificações técnicas de elementos construtivos, de sistemas e de condicionamento ambiental.

Palavras-chave:
Ambiente de aprendizagem; Especificações técnicas; Blended learning

Abstract

The educational system in Brazil is undergoing a renewal process aimed at achieving international quality standards. This requires significant efforts to tackle the different problems public schools are faced with in Brazil, where physical infrastructure, human resources, pedagogical and digital resources should operate together. The modernisation of traditional educational strategies points to a tendency to implement a hybrid education system, through the insertion of Information and Communication Technologies (ICTs). This paper discusses the standard layouts of current learning environments and the development of new concepts, innovative building and technological aspects that may positively affect the ergonomic conditions of learning environments. This is a qualitative study, and the method adopted is based on a triangulation between Design Science Research and ergonomics methods to evaluate and design indoor school environments. The results point to the development of new spatial layouts for learning environments, with the application of flexibilities concepts for multiple learning activities, innovative formal solutions, ergonomic dimensional principles and technical specifications for spatial elements, systems and comfort conditions.

Keywords:
Learning environment; Ergonomics specifications; Blended Learning

Introdução

As discussões sobre inovação em ensino abordam novas metodologias, tecnologias de ensino e de aprendizagem e a redefinição dos papéis de professores e de estudantes, no sentido de uma educação centrada no estudante. Gomes e Silva (2016)GOMES, A. S.; SILVA, P. A. Design de Experiências de Aprendizagem: criatividade e inovação para o planejamento de aulas. Recife: Pipa Comunicação , 2016. (Série professor criativo, III). e Sibilia (2012)SIBILIA, P. Redes ou paredes: a escola em tempos de dispersão. Rio de Janeiro: Contraponto, 2012. afirmam que a maioria das escolas é projetada no formato cells-and-bells: estudantes ocupam células chamadas salas de aula até o sino tocar, e então eles mudam para outra célula. Esse modelo surgiu na era pós-revolução industrial, com o nascimento do Taylorismo, e propunha o fornecimento de conteúdos unicamente pelo professor, de modo pouco integrado, ou relativo aos problemas da vida cotidiana (GOMES; SILVA, 2016GOMES, A. S.; SILVA, P. A. Design de Experiências de Aprendizagem: criatividade e inovação para o planejamento de aulas. Recife: Pipa Comunicação , 2016. (Série professor criativo, III).). É visível a necessidade de atualizar os ambientes de aprendizagem para que estejam compatíveis com os recursos tecnológicos atuais, mesmo em escolas que prezam pela inovação e que incorporam recursos digitais de aprendizagem.

As propostas de educação híbrida enfatizam a promoção da inserção de novas tecnologias em sala de aula (HUANG et al. 2012HUANG, R. et al. The Functions of smart classroom in smart learning age. Open Education Research, v. 2012, p. 22-27, 2012. ; BACICH; TANZI NETO; TREVISANI, 2015BACICH, L.; TANZI NETO, A.; TREVISANI, F. M. (orgs.) Ensino Híbrido: personalização e tecnologia na educação. Porto Alegre: Penso, 2015.; HORN; STALKER, 2015HORN, M.; STAKER, H. Blended: usando a inovação disruptiva para aprimorar a educação. Porto Alegre: Penso , 2015.). Entretanto, diante da enorme precariedade em infraestrutura escolar existente no Brasil, em que não há capacidade suficiente para uma ruptura brusca no sistema educacional, sugere-se aproveitar "o melhor dos dois mundos" (BACICH; TANZI NETO; TREVISANI, 2015, p. 53), referindo-se a incorporar estratégias de Tecnologias da Informação e Comunicação (TICs) ao ensino dito tradicional.

Blended learning, ou ensino híbrido, relaciona-se com a ideia de uma aprendizagem compartilhada, com amplo acesso à informação, em qualquer tempo, gerando uma mudança profunda nos papéis desempenhados pelos professores e estudantes, uma vez que o conhecimento pode ser produzido e compartilhado através das TICs. Modificam-se totalmente as relações de domínio do conhecimento em sala, e da mesma maneira a configuração dos ambientes de aprendizagem necessita ser revista e atualizada. Moran (2015)MORAN, J. Educação Híbrida, um conceito-chave para educação hoje. In: BACICH, L.; TANZI NETO, A.; TREVISANI, F. M. (orgs.) Ensino Híbrido: personalização e tecnologia na educação. Penso, p. 23-42, 2015. reforça que: "Agora, com a mobilidade e a conectividade, é muito mais perceptível, amplo e profundo: é um ecossistema mais aberto e criativo. Podemos ensinar e aprender de inúmeras formas, em todos os momentos, em múltiplos espaços." (MORAN, 2015MORAN, J. Educação Híbrida, um conceito-chave para educação hoje. In: BACICH, L.; TANZI NETO, A.; TREVISANI, F. M. (orgs.) Ensino Híbrido: personalização e tecnologia na educação. Penso, p. 23-42, 2015., p. 23).

O estudo de Kaup, Kim e Dudek (2013)KAUP, M. L.; KIM, H.; DUDEK, M. Planning to learn: the role of interior design in educational settings. International Journal of Design for Learning, v. 4, n. 2, p. 41-55, 2013., Chan e Richardson (2005)CHAN, T. C.; RICHARDSON, M. D. Ins and outs of school facility management: more than bricks and mortar. Lanham, MD: Scarecrow Education, 2005. e Thapa et al. (2013)THAPA, A. et al. A review of school climate research. Review of Educational Research, v. 83, n.3, p. 357-385, 2013. aponta para a relação entre o planejamento e o clima social de espaços de aprendizagem, quanto ao desempenho do estudante na escola e os impactos relativos à qualidade do edifícios e dos ambientes internos de aprendizagem, corroborando os estudos de Barrett et al. (2015)BARRETT, P. et al. the impact of classroom design on pupils' learning: final results of a holistic, multi-level analysis. Building and Environment, v. 89, p. 118-133, 2015., Bluyssen (2017)BLUYSSEN, P. M. Health, comfort and performance of children in classrooms: new directions for research. Indoor and Built Environment, v. 26, n. 8, p. 1040-1050, 2017., Heschong Mahone Group (2003)HESCHONG MAHONE GROUP. Windows and classrooms: a study of student performance and the indoor environment. Sacramento, 2003., Tanner (2009)TANNER, C. K. Effects of school design on student outcomes. Journal of Educational Administration , v. 47, n. 3, p. 381-399, 2009., Powell (2015)POWELL, M. A. Reacting to classroom design: a case study of how corrective actions impact undergraduate teaching and learning. 2015. Tese (Doutorado em Estudos de Educação) - Lesley University, 2015., Fraser (2015)FRASER, B. J. Classroom climate. International Encyclopedia of the Social & Behavioral Sciences , v. 3, p. 825-832, 2015., Vasquéz, Pereira e Kuhnen (2018), Cornelius-White (2007)CORNELIUS-WHITE, J. Learner-centered teacher-student relationships are effective: A meta-analysis. Review of Educational Research, v. 77, n. 1, p. 113-143, 2007. e Freiberg e Lamb (2009)FREIBERG, J. H.; LAMB, S. M. Dimensions of person-centered classroom management. Theory into Practice , v. 48, n. 2, p. 99-105, 2009.. Souza (2018)SOUZA, L. N. de. Arquitetura escolar, parâmetros de projeto e modalidades de aprendizagem. Campinas, 2018. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2018. estudou as configurações espaciais para o ensino fundamental em São Paulo, relacionando as teorias da aprendizagem existentes e a influência delas à concepção de espaços escolares, e concorda com Taylor (2009)TAYLOR, A. P. Linking architecture and education: sustainable design for learning environments. New Mexico: University of New Mexico Press, 2009. sobre a importância do estudo do espaço escolar associado ao sistema educacional, pois considera o espaço um participante ativo do currículo ou, ainda, um "terceiro professor", denominação também utilizada por Cannon Design vs Furniture e Bruce Mau Design (2010, p. 58).

O ambiente exerce influência nos estudantes, causando sensações positivas e, às vezes, negativas. Essas implicações são diferentes de pessoa para pessoa, mesmo assim percebe-se que há influência da qualidade do ambiente nas interações sociais que ocorrem no grupo ao qual pertencem (KAUP; KIM; DUDEK, 2013KAUP, M. L.; KIM, H.; DUDEK, M. Planning to learn: the role of interior design in educational settings. International Journal of Design for Learning, v. 4, n. 2, p. 41-55, 2013.; CHAN; RICHARDSON, 2005CHAN, T. C.; RICHARDSON, M. D. Ins and outs of school facility management: more than bricks and mortar. Lanham, MD: Scarecrow Education, 2005.). É fundamental considerar a importância do papel exercido pelo espaço físico e pelo clima social proporcionado pela escola no desempenho dos estudantes.

Os problemas que envolvem a estagnação dos atuais ambientes de aprendizagem no Brasil estão muitas vezes ligados à baixa qualidade dos processos de construção de escolas, especialmente nas cidades mais pobres do país. Apesar de investir cerca de 6% do Produto Interno Bruto (PIB) em educação pública, porcentagem maior que muitos países ricos, o valor gasto por aluno no Brasil ainda é pequeno (ORGANIZATION..., 2018ORGANIZATION FOR ECONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT. Education at a Glance 2018, OECD Indicators, Brazil. Brasília: OECD Publishing, 2018. Disponível em: https://read.oecd-ilibrary.org/education/education-at-a-glance-2018/brazil_eag-2018-73-en#page6. Acesso em: 15 jan. 2019.
https://read.oecd-ilibrary.org/education...
). O Censo Escolar 2017 (INSTITUTO..., 2018INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA. Censo Escolar 2017: notas estatísticas. Brasília: INEP/MEC, 2018. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_basica/censo_escolar/notas_estatisticas/2018/notas_estatisticas_Censo_Escolar_2017.pdf>. Acesso em: 20 out. 2018.
http://download.inep.gov.br/educacao_bas...
) apontou grandes problemas de infraestrutura em escolas de ensino fundamental no Brasil:

  1. apenas 41,6% das escolas contam com rede de esgoto;

  2. o fornecimento de água, por rede pública, ocorre em 65,8% das escolas;

  3. em 10 % das escolas do país não há nenhum abastecimento de energia ou água;

  4. 46,8% das escolas de ensino fundamental dispõem de laboratório de informática, 65,6% das escolas têm acesso à internet; em 53,5% das escolas a internet é por banda larga;

  5. apenas 11,5% das escolas de ensino fundamental dispõem de laboratório de ciências, 53,5% das escolas dispõem de biblioteca e/ou sala de leitura;

  6. ter banheiro acessível é uma realidade em apenas 39,9% das escolas, e em 9,2% das escolas não existe banheiro; e

  7. espaços de lazer e convivência foram observados nas seguintes proporções: 27,5% das escolas fundamentais e infantis dispõem de parque infantil, 67,5% das escolas possuem pátio (coberto ou descoberto) e 41,2% das escolas têm quadra de esportes.

Esses dados mostram que no Brasil há preocupação em prover condições mínimas de infraestrutura na rede pública de ensino, entretanto não há evidências da qualidade ou de padrões de conforto ou de eficiência dos ambientes de aprendizagem oferecidos. Os manuais da FDE preconizam recomendações e critérios mínimos para o dimensionamento de ambientes escolares e especificações técnicas de instalações e mobiliário básico, entretanto aspectos da acessibilidade e de conforto ergonômico e psicológico, que impactam na qualidade de edificações escolares, precisam ser mais bem estudados.

Diante dessa problemática, o presente artigo questiona a configuração e as especificidades dos padrões de espaços de aprendizagem tradicionais, que não são apropriados para atender às mudanças de paradigma educacional, visando a implantação de estratégias de educação híbrida. O produto do artigo envolve a elaboração de atualizações de arranjos espaciais e de especificações técnicas para ambientes de aprendizagem de escolas públicas voltados à educação enriquecida com novas tecnologias, no contexto da educação híbrida. A contribuição principal desta pesquisa atua no sentido de elaborar soluções espaciais através de uma metodologia multimétodo, que engloba estratégias de análise ergonômica e projeto de artefatos ambientais, utilizando ferramentas de design participativo.

Referencial teórico

Gomes e Silva (2016)GOMES, A. S.; SILVA, P. A. Design de Experiências de Aprendizagem: criatividade e inovação para o planejamento de aulas. Recife: Pipa Comunicação , 2016. (Série professor criativo, III). apontam que a apropriação de tecnologias digitais na escola tem sido preconizada por gestores de escolas públicas e particulares há mais de duas décadas, no entanto com pouca efetividade. Essa falta de efetividade nos leva a pensar no contexto escolar sob uma égide tecnológica (digital), considerando as implicações da tecnologia sobre as práticas de ensino-aprendizagem.

Aprender e ensinar envolve selecionar as melhores informações, sistematizá-las e transformá-las em conhecimento, em um processo dialógico com os alunos, tirando o máximo proveito dos recursos disponíveis na escola. Tais recursos podem ser didáticos, formas de relacionamento interpessoal e também de acesso às melhores condições físicas para a realização das práticas de aprendizagem. Gerir recursos e elementos que compõem novas formas de ensinar e aprender são desafios aos professores no século XXI, isso inclui como utilizar recurso diversos, que possam dinamizar a apreensão do conteúdo.

O atual contexto cultural traz a imersão tecnológica como parte fundamental de um cenário, que se intitula cultura digital (GOMES et al., 2015GOMES, A. S. et al. Cultura digital na escola: habilidades, experiências e novas práticas. Recife: Pipa Comunicação, 2015. (Série professor criativo, I). Série Professor Criativo.), que já é percebido diariamente ao utilizarmos os recursos tecnológicos e digitais para facilitar as tarefas diárias. Do ponto de vista das mudanças na vida escolar, Sibilia (2012)SIBILIA, P. Redes ou paredes: a escola em tempos de dispersão. Rio de Janeiro: Contraponto, 2012. e Gomes e Silva (2016)GOMES, A. S.; SILVA, P. A. Design de Experiências de Aprendizagem: criatividade e inovação para o planejamento de aulas. Recife: Pipa Comunicação , 2016. (Série professor criativo, III). descrevem os conflitos resultantes da mudança de paradigma de uma escola construída e vivenciada como tradicional, que enfrenta um momento de transição para uma nova configuração invadida pela cultural digital.

Bowers (2010)BOWERS, B. Disrupting determinism: classroom design as a technology. CEA Forum, v. 39, n.1, p.108-117, 2010. afirma que o design da sala de aula é uma ferramenta de tecnologia. As configurações estáticas dos espaços físicos de educação limitam interações e práticas pedagógicas, especialmente práticas inovadoras, ligadas ao uso de recursos digitais e on-line. Para uma efetiva mudança de paradigma educacional é preciso reconfigurar o design das salas de aula (seus recursos e ambiente físico) para atender às mudanças progressivas que estão sendo empregadas do ensino tradicional para o ensino centrado no estudante, de acordo com os relatos de Cornell (2002)CORNELL, P. The impact of changes in teaching and learning on furniture and the learning environment. New Directions for Teaching and Learning, v. 2002, n. 92, p. 33-42, 2002., Freiberg e Lamb (2009)FREIBERG, J. H.; LAMB, S. M. Dimensions of person-centered classroom management. Theory into Practice , v. 48, n. 2, p. 99-105, 2009., Rogers e Freiberg (1994)ROGERS, C.; FREIBERG, H. J. Freedom to learn. 3rd. ed. Columbus: Merrill, 1994., Nair (2014)NAIR, P. Blueprint for tomorrow: tedesigning schools for student-centered learning. Cambridge: Harvard Education Press, 2014., Tibúrcio (2005TIBURCIO, T. Improving learning environment. In: ICL INTERNATIONAL CONFERENCE - AMBIENT AND MOBILE LEARNING, Villach, 2005. Proceedings [...] Villach, 2005., 2008)TIBURCIO, T. Mudanças e desafios na arquitetura da sala de aula: o impacto da tecnologia. In: ENCONTRO NACIONAL DE TECNOLOGIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 8., Fortaleza, 2008. Anais [...] Fortaleza: UFC, ANTAC, 2008. , Kowaltoski (2011)KOWALTOSKI, D. C. C. K. Arquitetura escolar, o projeto do ambiente de ensino. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. Guidalli (2012)GUIDALLI, C. R. R. Diretrizes para o projeto de salas de aula em universidades visando o bem-estar do usuário. Florianópolis, 2012. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2012. e Huang et al. (2012)HUANG, R. et al. The Functions of smart classroom in smart learning age. Open Education Research, v. 2012, p. 22-27, 2012. . No Quadro 1 a seguir resumem-se as intercessões das mudanças, como citado pelos autores acima mencionados.

Quadro 1
Resumo das características de mudanças no sistema educacional, desde o ensino tradicional para o ensino centrado no estudante

Para entender como a tecnologia vem se inserindo nos processos de ensino-aprendizagem, Kim e Hannafin (2011)KIM, M. C.; HANNAFIN, M. J. Scaffold in problem solving in technology-enhanced learning environments (TELEs): bridging research and theory with practice. Computers & Education , v. 56, p. 403-417, 2011. estudaram os benefícios notados por alunos e professores. Carle, Jaffee e Miller (2009)CARLE, A. C.; JAFFEE, D.; MILLER, D. Engaging college science students and changing academic achievement with technology: a quasi-experimental preliminary investigation. Computer & Education, v. 52, p. 376-380, 2009., Mann (2008)MANN, B. L. The evolution of multimedia sound. Computers & Education, v. 25, p. 1157-1173, 2008. demonstraram que investimentos realizados têm sido voltados à aquisição de tecnologias como estratégia para melhorar a aprendizagem.

Embora o pensamento dos órgãos gestores no Brasil seja de que a infraestrutura nas escolas vem melhorando, no sentido da oferta de equipamentos que facilitam a aprendizagem, a distribuição dessa infraestrutura em escolas brasileiras ainda é bastante desigual (INSTITUTO..., 2018INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA. Censo Escolar 2017: notas estatísticas. Brasília: INEP/MEC, 2018. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_basica/censo_escolar/notas_estatisticas/2018/notas_estatisticas_Censo_Escolar_2017.pdf>. Acesso em: 20 out. 2018.
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) e concentrada nas redes escolares privadas, especialmente em grandes cidades. Talvez por esse motivo a mudança de paradigma não é completa e a maioria dos professores só usa a tecnologia para projetar materiais instrucionais (HERMANS et al., 2008HERMANS, R. et al. The impact of primary school teachers' educational beliefs on the classroom use of computers, Computers & Education, v. 51, p. 1499-1509, 2008.) ou ministrar palestras. Utiliza-se a tecnologia de maneira pouco produtiva e de forma reduzida, concordando com Yen e Lee (2011)YEN, J. C.; LEE, C.Y. Exploring problem solving patterns and their impact on learning achievement in a blended learning environment. Computers & Education , v. 56, p. 138-145, 2011., que permanecem a utilizá-la de maneira experimental.

Quanto ao ambiente físico de ensino tradicional, onde se realizam as atividades didáticas, percebe-se que os problemas da falta de planejamento espacial são agravados ao verificar-se as condições de inadequação ergonômica do mobiliário, a má iluminação em mesas de trabalho, o mau posicionamento das telas dos desktops em relação à lousa e em relação às janelas, a pouca proteção das aberturas contra o ofuscamento, causado pela iluminação direta. Somam-se a esses problemas turmas muito numerosas e um único professor para conduzir a aprendizagem. Destaca-se a má iluminação (natural e artificial) e a pouca flexibilidade das salas de aula como fator de grande impacto no progresso da aprendizagem das crianças (BARRETT et al., 2015BARRETT, P. et al. the impact of classroom design on pupils' learning: final results of a holistic, multi-level analysis. Building and Environment, v. 89, p. 118-133, 2015.). Nota-se que são precariamente seguidas as condições mínimas de conforto ambiental em salas de aula, de acordo com Kowaltowski (2011)KIM, M. C.; HANNAFIN, M. J. Scaffold in problem solving in technology-enhanced learning environments (TELEs): bridging research and theory with practice. Computers & Education , v. 56, p. 403-417, 2011., Guindalli e Bins Ely (2013)GUIDALLI, C. R. R.; BINS ELY, V. H. M. Conforto visual nas salas de aula de universidades. In: ENCONTRO NACIONAL DE ERGONOMIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 6., Florianópolis, 2013. Anais [...] Florianópolis: UFSC, 2013., Bertolotti (2007)BERTOLOTTI, D. Iluminação natural em projetos de escolas: uma proposta de metodologia para melhorar a qualidade da iluminação e conservar a energia. São Paulo, 2007. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007., Alcântara (2011)ALCANTARA, P. G. de F. Análise de parâmetros de condições acústicas nas escolas municipais da cidade de João Pessoa. In: ENCONTRO NACIONAL DE ERGONOMIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 3., João Pessoa, 2011. Anais [...] João Pessoa: UFPB, 2011., que recomendam os seguintes critérios de desempenho:

  1. desempenho térmico proporcionado por sombreamento de aberturas (cortinas, persianas, brises externos, entorno e vegetação), uso de ventilação natural, cruzada ou mecânica (KOWALTOWSKI, 2011KOWALTOSKI, D. C. C. K. Arquitetura escolar, o projeto do ambiente de ensino. São Paulo: Oficina de Textos, 2011.); seguir a NBR 15220 (ABNT, 2003AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE. S 12.60: acoustical performance criteria, design requirements, and guidelines for schools. Lancaster, 2010.) para obter sombreamento de aberturas respeitando as recomendações para as zonas bioclimáticas brasileiras: Zona 1 - permitir entrada de sol no período frio, Zonas 2 e 3 - permitir entrada de sol no inverno, e Zonas 4 a 8 - sombrear aberturas durante todo o ano (GURGEL, 2012GURGEL, M. Design Passivo, baixo consumo energético: guia para conhecer, entender e aplicar os princípios do Design Passivo em residências. São Paulo: Ed. Senac São Paulo, 2012.; ABNT, 2003ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220: desempenho térmico de edificações Parte 3: zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, 2003.);

  2. aplicar as recomendações mínimas de desempenho para cada aspecto de conforto ambiental - térmico (NBR 15220, ABNT, 2003ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220: desempenho térmico de edificações Parte 3: zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, 2003.), lumínico (ABNT, 2013ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/CIE 8995-1: iluminação de ambientes de trabalho: parte 1: interior. Rio de Janeiro, 2013.) e acústico (ABNT, 1999ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10152: acústica: avaliação do ruído ambiente em recintos de edificações visando o conforto dos usuários: procedimento. Rio de janeiro, 1999.), criando assim uma base mínima de níveis de conforto; e

  3. iluminação natural uniforme, indireta e refletida sobre o plano de trabalho, prevendo uma faixa contínua de janelas e prateleiras de luz (GUINDALLI; BINS ELY, 2013GUIDALLI, C. R. R.; BINS ELY, V. H. M. Conforto visual nas salas de aula de universidades. In: ENCONTRO NACIONAL DE ERGONOMIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 6., Florianópolis, 2013. Anais [...] Florianópolis: UFSC, 2013.; BERTOLOTTI, 2007BERTOLOTTI, D. Iluminação natural em projetos de escolas: uma proposta de metodologia para melhorar a qualidade da iluminação e conservar a energia. São Paulo, 2007. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Arquitetura e Urbanismo, Universidade de São Paulo, São Paulo, 2007.; HESCHONG; MAHONE, 1999HESCHONG, L.; MAHONE, D. Daylighting in school: an investigation into the relationship between daylighting and human performance. Fair Oaks: Pacific Gas and Eletric Company, 1999. ).

  4. Boa condição acústica para a palavra falada, níveis baixos de ruído de fundo, não interferindo na inteligibilidade, salas livres de eco ou de fenômenos de distorção sonora, devendo propiciar o tempo de reverberação adequado para cada tipo de atividade (ALCÂNTARA, 2011ALCANTARA, P. G. de F. Análise de parâmetros de condições acústicas nas escolas municipais da cidade de João Pessoa. In: ENCONTRO NACIONAL DE ERGONOMIA DO AMBIENTE CONSTRUÍDO, 3., João Pessoa, 2011. Anais [...] João Pessoa: UFPB, 2011.).

Do ponto de vista das análises históricas e tipológicas, destacam-se os estudos de Souza (2018)SOUZA, L. N. de. Arquitetura escolar, parâmetros de projeto e modalidades de aprendizagem. Campinas, 2018. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2018. , que realizou uma análise dos padrões tipológicos de edificações escolares no Brasil, dos séculos XXI e XX em São Paulo, e mesmo sentido; e os estudo de Santiago (2017)SANTIAGO, Zilsa M. P. Arquitetura e instrução pública: a reforma de 1922, concepção de espaços arquitetônicos e formação dos primeiros grupos escolares no Ceará. Fortaleza: Edições UFC, 2017. Coleção de História da Educação., que realizou uma análise dos padrões tipológicos escolares no Estado do Ceará, para os séculos XIX e XX, ambos os trabalhos abordaram a unidade da edificação escolar como um todo. Apesar de a edificação escolar influenciar o bem-estar dos usuários e as condições efetivas da aprendizagem, de maneira global, esta pesquisa se deteve a analisar os aspectos dos leiautes dos ambientes de aprendizagem formais, os padrões de salas de aula e seus elementos definidores.

Apesar das diretrizes de conforto e das inúmeras pesquisas que abordam o desempenho ambiental de ambientes escolares, a configuração dos leiautes de ambientes de aprendizagem ainda é pouco estudada no Brasil. Leiautes flexíveis implicariam maior variedade de situações para a realização de atividades múltiplas de aprendizagem (NAIR; FIELDING; LACKNEY, 2013NAIR, P.; FIELDING, R.; LACKNEY, J. The Language of School Design: design patterns for 21st century schools. 3rd. ed. Minneapolis: Designshare.com, 2013.) adequadas ao ensino centrado no estudante e adoção de novas tecnologias. Desse modo, apresentam-se as contradições entre os padrões estabelecidos para leiautes de ambientes de aprendizagem no Brasil ao longo dos últimos 20 anos e as inovações encontradas em outros países, simultaneamente para o mesmo período.

Padrões de leiautes de ambientes de aprendizagem no Brasil (1990 a 2017)

As configurações dimensionais e de uso de salas de aula de ensino fundamental que são seguidos em todo o país são: carteiras são ordenadas em fileira, podendo agrupar-se em duplas, de até 36 estudantes, numa área útil de 51,84 m2 (FUNDAÇÃO..., 2017FUNDAÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO. Catálogos de ambiente: especificações da edificação escolar. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo/FDE, 2017. Disponível em: <https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/Pages/CatalogosTecnicos>. Acesso em: 20 ago. 2017.
https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/P...
; FUNDESCOLA, 1999FUNDESCOLA; MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Ensino fundamental: mobiliário escolar. Série Cadernos Técnicos 1, n. 3. Brasília: MEC, 1999. ). Os três leiautes apresentados foram elaborados em um intervalo de 17 anos (1999 a 2016) pela Fundescola/MEC (1999 e 2002) e FDE (FUNDAÇÃO..., 2017FUNDAÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO. Catálogos de ambiente: especificações da edificação escolar. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo/FDE, 2017. Disponível em: <https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/Pages/CatalogosTecnicos>. Acesso em: 20 ago. 2017.
https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/P...
), tempo em que mudanças tecnológicas implicaram em uma reconfiguração global de formas de aprendizagem. Entretanto, não se percebem mudanças significativas nos leiautes propostos. As únicas alterações visíveis, conforme a Figura 1a, são a inclusão de uma vaga reservada à pessoa com deficiência, equipamentos de projeção para atividade expositiva, e nas especificações nota-se a inclusão de novos pontos de energia, distribuídos no ambiente. A relação área útil/pessoa fica estabelecida de 1,44 m2/pessoa. No Brasil, as portas de salas de aula ainda não se adequam às recomendações e normas de segurança do corpo de bombeiros, abrindo para fora do ambiente, em direção ao fluxo de fuga.

Figura 1
Leiautes de salas de aula proposto pela FDE e pela Fundescola

O MEC definiu padrões dimensionais de referência para todo o Brasil ainda menores que os definidos pela FDE: área útil: 41,31 m2 (1,15 m2/estudante) para a mesma capacidade de turma - 36 estudantes. O mobiliário básico fora: lousa de giz, mesas e cadeiras fixas, armários em aço e iluminação fluorescente (FUNDESCOLA, 1999FUNDESCOLA; MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Ensino fundamental: mobiliário escolar. Série Cadernos Técnicos 1, n. 3. Brasília: MEC, 1999. , 2002FUNDESCOLA; MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Espaços educativos. In: SOUZA, J. M. A. (coord.). Ensino fundamental, subsídios para elaboração de projetos escolares e adequação de edificações escolares. Brasília: FUNDESCOLA/ MEC, 2002.). Para atividades de uso múltiplo, de caráter prático, ou interativo, a FDE apontou o leiaute da Figura 2 como sugestão de arranjo. A área útil dimensionada foi de 51,84 m2. Não se percebe uma grande alteração de leiaute, apenas o acréscimo, a partir de 2015, de uma antessala de preparo (Figura 2c), de um espaço pré-definido para pessoa com deficiência (em azul na Figura 2c), e de equipamentos de projeção. Para atividades de uso múltiplo, conforme a Figura 2c, o MEC recomenda um leiaute desenvolvido pela Fundescola (2002)FUNDESCOLA; MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Espaços educativos. In: SOUZA, J. M. A. (coord.). Ensino fundamental, subsídios para elaboração de projetos escolares e adequação de edificações escolares. Brasília: FUNDESCOLA/ MEC, 2002.. As recomendações dimensionais foram: área útil de 59,93 m2, para uma turma de 18 estudantes, sendo a relação área útil/estudante de 3,33 m2/pessoa.

Figura 2
Leiautes de sala de aula de uso múltiplo, para realização de trabalhos práticos ou coletivos

Com a chegada de ferramentas computacionais nas escolas, foram criadas salas de informática. O primeiro arranjo proposto pela Fundescola (2002) previu a acomodação de computadores de mesa e periféricos, conforme a Figura 3a. Mais recentemente, a FDE (FUNDAÇÃO..., 2017) elaborou um leiaute de sala de informática (Figura 3b). Os dados dimensionais do leiaute elaborado pela Fundescola (2002) são: área útil de 52,87 m2, para uma turma de 18 estudantes, perfazendo uma relação de 2,94 m2/estudante, e os dados dimensionais do leiaute da FDE são: área útil 51,84 m2, para uma turma de 18 estudantes, perfazendo uma relação de 2,88 m2/estudante.

Figura 3
Leiautes para salas de informática

Percebe-se no leiaute da FDE (FUNDAÇÃO..., 2017FUNDAÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO. Catálogos de ambiente: especificações da edificação escolar. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo/FDE, 2017. Disponível em: <https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/Pages/CatalogosTecnicos>. Acesso em: 20 ago. 2017.
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) uma mudança no arranjo, podendo causar desconforto postural ao sugerir que o estudante permaneça de costas para a lousa, situação que dificulta a atenção na discussão do conteúdo, e, assim, força o estudante a realizar movimentos de rotação frequentes de pescoço e costas, situação ergonomicamente desfavorável. Uma abordagem ergonômica mais adequada sugere o uso de cadeiras giratórias, permitindo maior flexibilidade ao usuário.

Em ambientes para informática, aponta-se para os seguintes tipos de mobiliário: mesas individuais ou coletivas; suportes de comunicação: quadros de giz, quadros para canetas e quadro-mural; móveis para: guarda de utensílios, material em uso e trabalhos concluídos; suporte de máquinas ou aparelhos de utilização comum como televisores, vídeos, projetores e outros equipamentos. A FDE (FUNDAÇÃO..., 2017CHAN, T. C.; RICHARDSON, M. D. Ins and outs of school facility management: more than bricks and mortar. Lanham, MD: Scarecrow Education, 2005.) incorporou a especificação de cadeiras giratórias, sem apoio de braços, também considerada desconfortável do ponto de vista ergonômico.

A Tabela 1, a seguir, demonstra a comparação entre as recomendações dimensionais apontadas pela Fundescola/MEC (FUNDESCOLA..., 2002FUNDESCOLA; MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Espaços educativos. In: SOUZA, J. M. A. (coord.). Ensino fundamental, subsídios para elaboração de projetos escolares e adequação de edificações escolares. Brasília: FUNDESCOLA/ MEC, 2002.) e FDE (FUNDAÇÃO..., 2017FUNDAÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO. Catálogos de ambiente: especificações da edificação escolar. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo/FDE, 2017. Disponível em: <https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/Pages/CatalogosTecnicos>. Acesso em: 20 ago. 2017.
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) para os principais ambientes de aprendizagem em escolas brasileiras e referências encontradas na literatura, de acordo com Neufert (2013)NEUFERT, E. Arte de projetar em arquitetura. São Paulo: Gustavo Gili, 2013., ASU (ARIZONA..., 2013ARIZONA STATE UNIVERSITY. Classroom design guide. University Classrooms - Space Management. Arizona, 2013. Disponível em: <http://cfo.asu.edu/fdm-ucl-space-mgmt>. Acesso em: 25 ago. 2018.
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) e NYSDH (NEW YORK..., 2010NEW YORK STATE DEPARTAMENT OF HEALTH. Classroom design standards. New York: NYSDH, 2010.). Percebe-se que não houve uma melhora real na relação área útil/estudantes para os ambientes de aprendizagem nas escolas brasileiras no período observado entre as duas principais publicações (FUNDESCOLA, 2002FUNDESCOLA; MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO. Espaços educativos. In: SOUZA, J. M. A. (coord.). Ensino fundamental, subsídios para elaboração de projetos escolares e adequação de edificações escolares. Brasília: FUNDESCOLA/ MEC, 2002.; FUNDAÇÃO..., 2017FUNDAÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO. Catálogos de ambiente: especificações da edificação escolar. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo/FDE, 2017. Disponível em: <https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/Pages/CatalogosTecnicos>. Acesso em: 20 ago. 2017.
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) e nota-se que os padrões de dimensionamento para infraestrutura do ambiente construído são insatisfatórios e engessados. A relação área/estudante é melhor nas referências internacionais (1,57 a 2 m2/estudante), exceto para a sala de uso múltiplo em 2002 (3,33 m2/estudante), de acordo com Fundescola (2002), entretanto esse índice foi bastante reduzido (1,44 m2/estudante) pela FDE (FUNDAÇÃO..., 2017FUNDAÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO. Catálogos de ambiente: especificações da edificação escolar. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo/FDE, 2017. Disponível em: <https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/Pages/CatalogosTecnicos>. Acesso em: 20 ago. 2017.
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). Em salas de informática, os índices de área/estudante estão compatíveis com referências internacionais.

Tabela 1
Comparativo entre as recomendações dimensionais para ambientes de sala de aula

Kowaltoski, Deliberador e Pereira (2013)KOWALTOSKI, D. C. C. K.; DELIBERADOR, M. S.; PEREIRA, P. R. P. Designing the positive public-school environment: a Brazilian perspective. In: ZANNIN, P. H. T. (org.). Noise and ergonomics in the workplace. New York: Nova Science Publishers, 2013. estudaram os processos de projeto de edificações escolares realizados pela FDE no Brasil, realizando entrevistas com cerca de 44 arquitetos ligados à instituição. As autoras concluíram que nos processos de projetos escolares raramente são utilizadas informações recentes advindas da literatura especializada em edificação escolar, resultando em projetos simplificados em relação ao atendimento de normas e recomendações nacionais e internacionais. O espaço da sala de aula não foi mencionado como objeto de atenção especial durante o processo de projeto (menos de 5% dos entrevistados mencionaram esse critério). Foi demonstrada pouca liberdade de discussão, ou pouco interesse em melhorar as salas de aula. Os critérios de projeto mais destacados pelos arquitetos foram iluminação natural (40% dos entrevistados), ventilação natural e assinatura local (cerca de 30% dos entrevistados), orientação da edificação e sombreamento de aberturas também foram mencionados em menor proporção.

Soma-se a isso o fato de que na maioria das escolas públicas, a compra de bens, contratações de serviços e de obras, utiliza-se o Sistema de Registros de Preços (SPP), regido pela Lei Federal n. 8.666, de 1993 (PRESIDÊNCIA..., 1993), que estabelece que "a licitação para registro de preços será realizada na modalidade de concorrência, do tipo menor preço" (PRESIDÊNCIA..., 2013). Esse critério muitas vezes sobrepõe-se a especificações relativas à qualidade dos produtos e dos serviços, como, por exemplo, dificultando a compra de bens mais duráveis, ou mais confortáveis, como poltronas de leitura, mesas com rodízios ou com encaixes para atividades em grupo; também afeta a execução de obras escolares que poderiam estar direcionadas a tornar os ambientes de aprendizagem mais acolhedores, generosos e flexíveis, resultando na percepção de que a escola seria o local de inovação, de identidade social e de aprendizagem colaborativa, indo além do atendimento de critérios mínimos dimensionais ou normativos.

A flexibilidade no uso do espaço que poderia ser um critério projetual primário, previsto ainda na fase de elaboração do programa de necessidades, exigiria apenas um pequeno aumento de área útil, para uma melhora considerável na condição de conforto e bem-estar dos usuários, é na verdade não considerada em projetos de edificações públicas escolares no Brasil.

Nos últimos 30 anos a configuração arquitetônica mais usada em edifícios escolares remete a um formato monolítico padronizado de até 3 pavimentos. Souza (2018)SOUZA, L. N. de. Arquitetura escolar, parâmetros de projeto e modalidades de aprendizagem. Campinas, 2018. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2018. e Santiago (2017)SANTIAGO, Zilsa M. P. Arquitetura e instrução pública: a reforma de 1922, concepção de espaços arquitetônicos e formação dos primeiros grupos escolares no Ceará. Fortaleza: Edições UFC, 2017. Coleção de História da Educação. demonstraram que a tipologia escolar segue uma organização espacial em pavimentos; organizadas em corredores lineares, as salas de aula são retangulares ou quadradas. Os formatos de corredores mais frequentes são em linha, em U ou em L. Recentemente foram incorporados a quadra de esportes (de maneira a não causar interferências acústicas em salas de aula), o refeitório e as salas de informática, confirmando os dados do Censo Escolar 2017 (INEP, 2018INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA. Censo Escolar 2017: notas estatísticas. Brasília: INEP/MEC, 2018. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_basica/censo_escolar/notas_estatisticas/2018/notas_estatisticas_Censo_Escolar_2017.pdf>. Acesso em: 20 out. 2018.
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) de que esses ambientes ainda não estão presentes na maioria das escolas públicas brasileiras.

Mesmo em projetos contemporâneos nos quais se nota um maior cuidado com aspectos estéticos e de eficiência energética da edificação escolar, nos ambientes internos, de maior permanência, não houve mudanças significativas de leiaute. Para atender a tendência de uma aprendizagem baseada em atividades múltiplas, a área mínima (por aluno) recomendada não prevê espaços adequados para armazenamento de materiais pessoais dos estudantes, armários e estantes dentro das salas, muito menos fora das salas recomendam-se critérios para espaços de convivência, de leitura ou de aprendizagem colaborativa, mesmo considerando que as especificações técnicas e de instalações prediais foram mais bem detalhadas nas recentes publicações da FDE (FUNDAÇÃO..., 2017FUNDAÇÃO PARA O DESENVOLVIMENTO DA EDUCAÇÃO. Catálogos de ambiente: especificações da edificação escolar. São Paulo: Governo do Estado de São Paulo/FDE, 2017. Disponível em: <https://produtostecnicos.fde.sp.gov.br/Pages/CatalogosTecnicos>. Acesso em: 20 ago. 2017.
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).

Inovações em ambientes de aprendizagem (1940-2017)

Nair, Fielding e Lackney (2013)NAIR, P.; FIELDING, R.; LACKNEY, J. The Language of School Design: design patterns for 21st century schools. 3rd. ed. Minneapolis: Designshare.com, 2013. relatam experiências com salas de aula em um formato em L - learning studio, criado em 1940 e definido por uma área ativa (entrada, armários, área de trabalho), um espaço central flexível (para seminários, estudo individual, estudo colaborativo e apresentações) e área de descanso (com assentos macios) na lateral. É uma sala de aula redesenhada conscientemente para aumentar o número de modalidades de aprendizagem, permitindo mais atividades do que em salas tradicionais. Kowaltoski, Deliberador e Pereira (2013)KOWALTOSKI, D. C. C. K.; DELIBERADOR, M. S.; PEREIRA, P. R. P. Designing the positive public-school environment: a Brazilian perspective. In: ZANNIN, P. H. T. (org.). Noise and ergonomics in the workplace. New York: Nova Science Publishers, 2013. destacam o formato da sala em Z - Z-shaped classroom, estudado por Nies e Hougsted (1997)NIES, J.; HOUGSTED, S. Z-shaped classroom supports technology, enhances learning. School planning and management , v. 36, p. 34-36, 1997., especialmente adequado aos anos iniciais do ensino fundamental.

Thornburg (1999)THORNBURG, D. Campfire in cyberspace. Lake Barrington: Starsong, 1999. definiu que um espaço de aprendizagem deve permitir aos estudantes experimentar 4 abrangentes modos de aprender: CAMPFIRE (aprendizagem com um especialista); WATERING HOLE (aprendizagem com os pares); CAVE (aprendizagem por introspecção - estudo individual); LIFE (aprender fazendo). Das iniciativas inovadoras posteriores, muitas convergem para esses parâmetros, permitindo aos usuários desfrutar de mais conforto e flexibilização para atividades de aprendizagem. Destacam-se:

  1. Learning suites (dois ou mais learning studios combinados), local de trabalho totalmente colaborativo, juntando até 4 turmas em um único espaço multidisciplinar sob orientação de até 4 professores (NAIR; FIELDING; LACKNEY, 2013NAIR, P.; FIELDING, R.; LACKNEY, J. The Language of School Design: design patterns for 21st century schools. 3rd. ed. Minneapolis: Designshare.com, 2013.);

  2. Engaged Learning Model, em que o professor deixa de ser o "sábio ao palco" para se tornar o "guia ao lado". O mobiliário é flexível, permitindo as dinâmicas e o aumento de oportunidades para os diferentes tipos de aprendizes (CANNON DESIGN..., 2010CANNON DESIGN VS FURNITURE; BRUCE MAU DESIGN. The third teacher: a collaborative project. New York: Abrams, 2010.);

  3. Vittra School - formatos de aprendizagem, baseados na utilização das tecnologias digitais e em experiências de ensino híbrido. Baseia-se em aprender com base em suas necessidades, curiosidades e inclinações, aumentar a motivação e a inspiração, compreender a aprendizagem, preparar o indivíduo para o estudo e o trabalho em um ambiente internacional e multicultural (ARCHDAILY.COM, 2012ARCHDAILY.COM. Vittra Telefonplan/ Rosan Bosch. Archidaily, 2012. Disponível em: <http://www.archdaily.com/202358/vittra-telefonplan-rosan-bosch>. Acesso em: 12 mar. 2016.
    http://www.archdaily.com/202358/vittra-t...
    ).

  4. Smart Classroom - proposta de configuração ótima para conteúdos expositivos, acesso livre a recursos de aprendizagem digital e interatividade promovidos pelo uso contínuo de TICs (HUANG et al., 2012HUANG, R. et al. The Functions of smart classroom in smart learning age. Open Education Research, v. 2012, p. 22-27, 2012. ); e

  5. O leiaute para ambiente de aprendizagem desenvolvido pelo Centre of Initiative in the Excellence of Teaching and Learning (CETL) das universidades de Sussex e Brighton no Reino Unido.

Destacam-se propostas inovadoras no Brasil, mesmo dentro de orçamentos reduzidos e diretrizes bastante rígidas. Exemplos de edificações escolares públicas inovadoras, nas quais o projeto pedagógico está conectado com espaços de aprendizagem não convencionais são: Escola Técnica Cícero Dias, em Recife, PE, e o Colégio Estadual José Leite Lopes, no Rio de Janeiro, RJ (escolas de ensino médio mantidas pelo programa Oi Futuro), e o projeto da Escola Casa Fundamental (ensino infantil e fundamental), em Belo Horizonte, MG.

Comparando-se as abordagens deste artigo com a revisão de literatura sobre aspectos espaciais de escolas no Brasil e no exterior, para o mesmo recorte temporal, percebem-se direcionamentos tecnológicos diferentes, dada a configuração do espaço escolar no Brasil, fato que justifica estudos que impliquem melhorias nas condições de espaços de aprendizagem no país, especialmente para escolas públicas, de forma a oferecer ambientes suficientemente flexíveis para abrigar múltiplas atividades de aprendizagem, incluindo aulas expositivas, atividades colaborativas, de laboratório, com uso irrestrito de recursos digitais.

Método de pesquisa

O método utilizado nesta pesquisa foi baseado no paradigma Design Science Research (DSR) (DRESCH; LACERDA; ANTUNES JUNIOR, 2015DRESCH, A.; LACERDA, D. P.; ANTUNES JUNIOR, J. A. V. Design science research: método de pesquisa para avanço da ciência e tecnologia. Porto Alegre: Bookman, 2015.) e em métodos ergonômicos de avaliação e projeto do ambiente construído, para gerar um modelo de ambiente de aprendizagem adequado a práticas educativas do tipo blended learning. Esta triangulação metodológica resultou na aplicação de técnicas de pesquisa em 3 etapas: etapa observacional, desenvolvimento do artefato e avaliação do artefato. Os métodos ergonômicos utilizados foram: a metodologia ergonômica para o ambiente construído (MEAC) (VILLAROUCO, 2009VILLAROUCO, V. An ergonomic look at the work environment. In: INTERNATIONAL ERGONOMICS ASSOCIATION CONGRESS, 17., Beijing, 2009. Proceedings [...] Beijing: IEA, SPRINGER, 2009.) - para coleta e análise de dados nas escolas objetos do estudo, e as etapas de projetação ergonômicas desenvolvidas por Attaianese e Duca (2012)ATTAIANESE, E.; DUCA, G. Human factors and ergonomic principles in building design for life and work activities: an applied methodology. Theoretical Issues in Ergonomics Science , London, v. 13, n. 2, p. 187-202, 2012. - para elaboração de propostas de novos arranjos espaciais de acordo com as atividades de aprendizagem relacionadas com blended learning. As amostras populacionais foram divididas em grupos de estudantes, professores e especialistas (arquitetos, designers e engenheiros), que contribuíram na aplicação das 3 etapas da pesquisa, de modos distintos, que são detalhados a seguir.

Etapa observacional

Para compreender os contextos sociais e culturais dos usuários dos ambientes de aprendizagem existentes, foi executada uma pesquisa de campo, de abordagem etnográfica, em escolas de ensino médio em Recife, PE, envolvendo uma amostra de 45 estudantes e 3 professores. Para compreender o contexto espacial, em que são realizadas as atividades de aprendizagem, foram realizadas análises ergonômicas em 2 tipos de salas de aula - teórica e sala de informática, baseadas na MEAC (VILLAROUCO, 2009VILLAROUCO, V. An ergonomic look at the work environment. In: INTERNATIONAL ERGONOMICS ASSOCIATION CONGRESS, 17., Beijing, 2009. Proceedings [...] Beijing: IEA, SPRINGER, 2009.), conforme sequência descrita no Quadro 2. O objetivo desta etapa foi de compreender como os usuários lidam com tecnologia, como se relacionam com o ambiente de aprendizagem, como percebem o uso de metodologias educacionais ativas e de que maneira estas influenciam na eficiência do ambiente de aprendizagem, além de elencar e analisar as atividades desenvolvidas no ambiente construído.

Quadro 2
Esquema das técnicas e resultados obtidos com a etapa observacional

Desenvolvimento do artefato

Considerando que o desenvolvimento do artefato é o objetivo do design science research, e esta pesquisa considerou questões ergonômicas dos ambientes de aprendizagem, após a etapa observacional partiu-se para a etapa prescritiva. Esta etapa é focada na solução espacial - elaboração de leiautes e especificações técnicas para ambientes de aprendizagem adequados a práticas de educação híbrida. Foram utilizadas técnicas de design briefing, workshop de design participativo (com usuários), síntese de requisitos ambientais e ergonômicos, ideação e concepção, projeto e prototipagem do artefato. Participaram 45 estudantes e 3 professores das etapas de desenvolvimento do artefato. Os resultados obtidos constam no Quadro 3.

Quadro 3
Esquema de técnicas e resultados obtidos com o desenvolvimento do artefato

Avaliação do artefato

A avaliação das propostas foi majoritariamente qualitativa, e contou com uma etapa de avaliação quantitativa, para avaliar a satisfação dos especialistas. Em ambas as etapas, os avaliadores interagiram livremente com o artefato, através de um protótipo em realidade virtual. O protótipo foi apresentado em vídeo e em áudio descrição, descrevendo e demonstrando aspectos técnicos do artefato.

Numa primeira rodada de avaliações, as soluções espaciais foram expostas aos usuários usando realidade virtual, em sessões de grupos focais diferenciados por tipo de usuário - o primeiro grupo com 8 estudantes (originários de escolas diferentes) e o segundo grupo com 6 professores (originários de escolas diferentes). Após as interações, os avaliadores discutiram livremente suas opiniões sobre as propostas de leiautes apresentadas, e de modo espontâneo, as falas apontaram para comparações das propostas com as suas realidades vivenciadas em salas de aula tradicionais. Os dados obtidos com os relatos foram gravados e analisados para fins de realização de ajustes projetuais no artefato. Durante as discussões nos grupos focais, ficou claro que os usuários se remeteram às suas vivências nos ambientes de aprendizagem reais e de maneira comparativa, efetuaram observações com o artefato apresentado.

A segunda rodada de avaliações foi aplicada a 51 especialistas (arquitetos e designers) e ocorreu de modo quantitativo e individualizado, por meio de questionário calibrado, de aplicação on-line. Após a interação imersiva com as propostas em realidade virtual (de tempo livre), os avaliadores responderam a um questionário para mensurar a sua satisfação em relação a aspectos técnicos dos arranjos propostos. Os aspectos técnicos avaliados foram: soluções de leiaute versus flexibilidade, dimensionamento e acessibilidade do espaço de trabalho do professor, uso de cores e de materiais de revestimento, recursos tecnológicos e de infraestrutura, acomodação individual e guarda de pertences pessoais, especificações de conforto acústico, térmico e lumínico, forma espacial, conforto individual e acessibilidade de espaços secundários de estudo e posicionamento de aberturas.

Resultados e discussões

As respostas sobre o nível de satisfação com os aspectos analisados foram marcadas em uma escala de valoração de cinco pontos (1-5), que corresponderam aos pesos numéricos associados: (1) Discordo totalmente, (2) Discordo, (3) Indiferente, (4) Concordo e (5) Concordo totalmente. Os dados obtidos foram analisados com estatística descritiva. Para cada item avaliado, foi produzido um gráfico analítico e a quantificação das medidas de variabilidade: média, amplitude e desvio padrão. Os ajustes apontados pelas avaliações realizadas pelos especialistas foram incorporados ao protótipo, para fins de geração das soluções finais. As modificações resultantes das avaliações foram:

  1. melhorar o posicionamento do banheiro, dividir em feminino e masculino, sem necessidade de área de banho (para banheiros contíguos às salas de aula), com dimensão recomendada de 1,50 m x 2,30 m - 3,45 m2 (recomenda-se áreas de banho para banheiros em áreas esportivas e vestiários);

  2. permitir acesso livre da circulação geral ao jardim, sem necessariamente passar através do ambiente de aprendizagem principal;

  3. aumentar largura das circulações fora das salas de aula, para 1,50 m (mínimo) junto às portas principais e junto aos banheiros de 1,20 m;

  4. amenizar cores muito vibrantes nas superfícies das paredes, mas manter a variedade de cores estimulantes em tons de azul, verde, amarelo e laranja;

  5. rebaixar peitoril das janelas (80 cm do piso acabado) para melhorar efeitos da ventilação na altura do corpo dos usuários e proporcionar melhores condições de acessibilidade a alavanca (altura máx. 1 m do piso acabado);

  6. aumentar largura das portas principais para 1,66 m em duas folhas (0,80 m cada folha), acionamento em giro completo, 180º - para dentro e para fora da sala;

  7. utilizar puxadores tipo alavanca nos armários, para garantir acessibilidade das pegas, e altura de instalação não superior a 1 m;

  8. instalar cestos (porta-trecos) no centro das mesas, quando arranjo estiver em grupo, de 5 usuários;

  9. sugerir a instalação de brise-soleils no exterior das janelas, a depender da orientação da edificação e da latitude geográfica de cada localidade;

  10. utilizar espaço de transição (entre divisórias) para estudo individual, permitindo acesso a ambas as salas contíguas, mobiliar com pufes e almofadas para maior conforto e informalidade; e

  11. incorporar recomendações da NBR 15220 (ABNT, 2003) - zoneamento bioclimático brasileiro, para aproveitamento dos recursos climáticos das localidades.

Os resultados do desenvolvimento dos arranjos espaciais voltados a aprendizagem com blended learning apontaram para a necessidade de reconfiguração espacial e conceitual dos padrões de ambientes de aprendizagem existentes, visto a existência de padrões arquitetônicos desalinhados com as mudanças tecnológicas e paradigmáticas da aprendizagem híbrida e contemporânea. Dessa maneira, as propostas de arranjos espaciais e a conseguinte avaliação destas por usuários e especialistas definiram novos parâmetros projetuais que visam melhor qualidade do espaço de atividades de aprendizagem:

  1. quanto ao resultado formal dos leiautes e ao dimensionamento espacial (impactando no formato e na área útil ideal do espaço de aula);

  2. quanto aos conceitos espaciais associados à educação híbrida (impactando em novas ideias para ambientes de aprendizagem contemporânea), de acordo com os resultados da avaliação com usuários e especialistas; e

  3. quanto às especificações técnicas dos elementos construtivos e acabamentos internos, sistemas e aspectos de conforto ambiental, demonstradas a seguir.

Resultado formal e dimensionamento espacial resultantes

Considerando a flexibilidade espacial um princípio para atender às múltiplas atividades de aprendizagem, necessárias à aprendizagem híbrida, partiu-se de uma forma retangular (tradicional), que facilitaria tanto a execução de novas edificações quanto a de reformas de escolas existentes, mediante ajustes de instalações elétricas e hidrossanitárias, de aberturas, e de acabamentos internos.

Aspectos da configuração espacial, recomendados por Nair, Fielding e Lackney (2013)NAIR, P.; FIELDING, R.; LACKNEY, J. The Language of School Design: design patterns for 21st century schools. 3rd. ed. Minneapolis: Designshare.com, 2013. e Thornburg (1999)THORNBURG, D. Campfire in cyberspace. Lake Barrington: Starsong, 1999. - CAMPFIRE (aprendizagem com um especialista); WATERING HOLE (aprendizagem com os pares); CAVE (aprendizagem por introspecção - estudo individual); LIFE (aprender fazendo), foram utilizados enquanto restrições construtivas do artefato, ao se definir que os 4 leiautes propostos deveriam oferecer:

  1. arranjo de mobiliário para aprendizagem por meio de conteúdo expositivo (plateia de frente à lousa/projetor);

  2. espaços secundários e arranjo de mobiliário para trabalho em grupo (mesas acopláveis em grupos de 5 usuários, e poltronas agrupadas aos pares em fundo do ambiente);

  3. espaço de transição com arranjo de mobiliário para aprendizagem individual por meio da leitura (compartilhado entre salas conjugadas, dotados de pufes e almofadas); e

  4. espaço da varanda e arranjo de mobiliário para trabalhos práticos e interação com o exterior (espaço para aprendizagem ao ar livre, coberto e com pia).

Internamente, a forma espacial priorizou o não paralelismo das paredes para proporcionar a conformação de um ambiente mais dinâmico e voltado a múltiplas atividades. Como demonstrado anteriormente, estudos de Nair, Fielding e Lackney (2013)NAIR, P.; FIELDING, R.; LACKNEY, J. The Language of School Design: design patterns for 21st century schools. 3rd. ed. Minneapolis: Designshare.com, 2013., Cannon Design vs Furniture e Bruce Mau Design (2010)CANNON DESIGN VS FURNITURE; BRUCE MAU DESIGN. The third teacher: a collaborative project. New York: Abrams, 2010., Kowaltowski, Deliberador e Pereira (2013)KOWALTOSKI, D. C. C. K.; DELIBERADOR, M. S.; PEREIRA, P. R. P. Designing the positive public-school environment: a Brazilian perspective. In: ZANNIN, P. H. T. (org.). Noise and ergonomics in the workplace. New York: Nova Science Publishers, 2013. e Souza (2018)SOUZA, L. N. de. Arquitetura escolar, parâmetros de projeto e modalidades de aprendizagem. Campinas, 2018. Dissertação (Mestrado em Arquitetura e Urbanismo) - Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo, Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2018. demonstraram salas de aula em L, em U, em Z, como formatos mais ricos e interessantes. A forma do forro é em aclive para o fundo da sala, favorecendo o melhor desempenho acústico.

Os resultados foram ambientes com leiaute flexível, conjugados dois a dois, combinando 4 leiautes diferenciados (Figuras 4 e 5): leiaute rotação de estações (1) e leiaute atividades expositivas (2), leiaute atividades de laboratório (3) e leiaute atividades em grupo (4).

Figura 4
Leiautes de ambientes de aprendizagem relacionados com a flexibilidade necessária à aprendizagem híbrida

Figura 5
Cenas do protótipo em realidade virtual

Para o dimensionamento espacial do artefato, a fim de atender a princípios de dimensionamento ergonômico e acessível adequados à realização de múltiplas atividades de aprendizagem, adotou-se uma referência de dimensionamento individual (área útil/pessoa) de 2,25 m2/pessoa, diferentemente da relação mínima comumente aceita de 1,5 m2/pessoa para ambientes de aprendizagem, conforme demonstrada no referencial teórico. Esta pesquisa propõe esse índice de referência (2,25 m2/pessoa) ao considerar que no espaço individual do estudante deve ser possível acomodar um usuário cadeirante e sua mesa de trabalho em qualquer posição da sala, com espaço suficiente para acomodação, circulação livre de barreiras, permitindo flexibilizar o posicionamento do mobiliário, conforme a Figura 6. Notou-se que o índice dimensional de referência de 1,5 m2/pessoa não é acessível, nem ergonomicamente adequado, pois não atende com conforto o módulo de referencial para pessoa com deficiência (ABNT, 2015ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9050: acessibilidade a edificações, mobiliário e equipamentos urbanos. Rio de Janeiro, 2015.) nem o módulo de boneco antropométrico de Panero (2016)PANERO, J. Dimensionamento humano para espaços interiores. 2. ed. Barcelona: Gustavo Gili, 2016..

Figura 6
Índice dimensional individual proposto para ambientes de aprendizagem voltados à flexibilização espacial

As soluções dos arranjos espaciais priorizaram atender as normas técnicas projetuais de referência - NBR 9050 (ABNT, 2015ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 9050: acessibilidade a edificações, mobiliário e equipamentos urbanos. Rio de Janeiro, 2015.), NBR 90772 (ABNT, 1993ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 90772: saída de emergência em edifícios. Rio de janeiro, 1993.), NBR ISSO CIE 8995-1 (ABNT, 2013ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO/CIE 8995-1: iluminação de ambientes de trabalho: parte 1: interior. Rio de Janeiro, 2013.), NBR 10152 (ABNT, 1999ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 10152: acústica: avaliação do ruído ambiente em recintos de edificações visando o conforto dos usuários: procedimento. Rio de janeiro, 1999.), NBR 15220 (ABNT, 2003ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 15220: desempenho térmico de edificações Parte 3: zoneamento bioclimático brasileiro e diretrizes construtivas para habitações unifamiliares de interesse social. Rio de Janeiro, 2003.) e ANSI S 12.60 (AMERICAN..., 2010AMERICAN NATIONAL STANDARD INSTITUTE. S 12.60: acoustical performance criteria, design requirements, and guidelines for schools. Lancaster, 2010.), além de descrever recomendações técnicas (como demonstrado no item 4.3) para subsidiar aspectos específicos do condicionamento ambiental passivo e/ou artificial, instalações elétricas e prediais, mobiliário ergonômico, entre outros.

As áreas úteis (67,50 m2) são idênticas em cada leiaute, o que permite combinar essas conjugações de diversas maneiras, a depender das necessidades da escola, ou simplesmente reformular o leiaute durante a aula, obtendo uma nova organização do mobiliário, sem necessariamente mudar a turma de sala. Para dividir as salas, foram propostas divisórias acústicas removíveis. Os dados dimensionais estão descritos na Tabela 2, a seguir.

Tabela 2
Dados dimensionais para leiautes conjugados

Avaliação dos arranjos por usuários e especialistas

Tanto para usuários quanto para especialistas, as avaliações foram majoritariamente positivas, resultando em poucos ajustes sugeridos, especialmente quanto aos aspectos de circulação interna, acionamento de esquadrias, acessibilidade e disposição de banheiros. As principais contribuições obtidas com estudantes, professores, grupos focais e especialistas, no item de contribuições individuais, foram compiladas no Quadro 4, a seguir.

Quadro 4
Síntese das principais contribuições obtidas com usuários e especialistas

Sintetizando as informações sobre as medidas de variabilidade obtidas, a Tabela 3, a seguir, mostra em ordem decrescente os índices para cada uma das questões avaliadas. Considerou-se as definições de: média = frequência x peso obtido/total de respondentes; amplitude = diferença entre maior e menor valor obtido; e desvio-padrão = medida média de desvio das pontuações em relação à média. Destaca-se que todos os itens avaliados obtiveram médias acima de 4 pontos (correspondente à resposta - concordo), e os três itens de melhor média obtida foram:

Tabela 3
Medidas de variabilidade obtidas para as questões avaliadas pelos especialistas
  1. (1) flexibilidade das soluções de leiaute e de mobiliário alinhadas às necessidades das múltiplas atividades da educação híbrida (4,62);

  2. (2) espaço de trabalho do professor e o espaço junto à lousa, ambos dimensionados suficientemente, livre de barreiras visuais e físicas para melhor visualização do conteúdo em discussão (4,60); e

  3. (3) escolha das cores e dos materiais associados a um ambiente acolhedor, dinâmico, iluminado e jovial (4,56).

Especificações técnicas geradas para ambientes de aprendizagem adequados a blended learning

O Quadro 5, a seguir, reúne as especificações técnicas que compõem o artefato gerado nesta pesquisa. Essas especificações são o somatório das recomendações ergonômicas obtidas com a etapa observacional em escolas que utilizam estratégias de educação híbrida, a compilação de recomendações de diferentes fontes bibliográficas e normas técnicas a respeito de aspectos construtivos, de conforto ambiental e ergonômico de edificações e de ambientes escolares.

Quadro 5
Especificações técnicas para ambientes de aprendizagem adequados ao blended learning

As especificações resultantes desse artefato estão alinhadas com as propostas mais recentes de educação centrada no estudante, encontradas em espaços e ambientes escolares de países como Austrália, Estados Unidos e Inglaterra, que dispõem de pesquisas avançadas em qualidade e flexibilidade do ambiente escolar, tendo em vista as referências encontradas na revisão de literatura, que foram incorporadas aos arranjos desenvolvidos.

As inovações propostas para padrões de ambientes de aprendizagem em escolas públicas brasileiras foram baseadas nesses estudos, entretanto com foco em uma fase de adequação aos formatos tradicionais de ensino e de ambientes de aprendizagem, que estão se modificando no país, como observa Moran (2015)MORAN, J. Educação Híbrida, um conceito-chave para educação hoje. In: BACICH, L.; TANZI NETO, A.; TREVISANI, F. M. (orgs.) Ensino Híbrido: personalização e tecnologia na educação. Penso, p. 23-42, 2015. e Gomes e Silva (2016)GOMES, A. S.; SILVA, P. A. Design de Experiências de Aprendizagem: criatividade e inovação para o planejamento de aulas. Recife: Pipa Comunicação , 2016. (Série professor criativo, III)., diante da implantação das TICs nas escolas brasileiras. Soma-se a isso a análise da precariedade de infraestrutura básica nas escolas brasileiras (relatada no Censo Escolar 2017 (INSTUTUTI..., 2018INSTITUTO NACIONAL DE ESTUDOS E PESQUISAS EDUCACIONAIS ANÍSIO TEIXEIRA. Censo Escolar 2017: notas estatísticas. Brasília: INEP/MEC, 2018. Disponível em: <http://download.inep.gov.br/educacao_basica/censo_escolar/notas_estatisticas/2018/notas_estatisticas_Censo_Escolar_2017.pdf>. Acesso em: 20 out. 2018.
http://download.inep.gov.br/educacao_bas...
)), a diferença de padrões construtivos escolares encontrados nas regiões mais desenvolvidas (sul e sudeste) e menos desenvolvidas (norte e nordeste) do Brasil. Dessa maneira, não seria social ou culturalmente viável propor alterações tão significativas quanto às encontradas em países mais avançados, já que a arquitetura, como assinatura local, deve se relacionar com os aspectos sociais e temporais da sua comunidade.

Considerações finais

Esta pesquisa contribui para a área de estudos sobre ambientes escolares, demonstrando inconsistências entre os tradicionais padrões dimensionais de referência para ambientes de aprendizagem de escolas públicas no Brasil, frente aos desafios para implantação de uma educação enriquecida com novas tecnologias.

É importante destacar o desafio de utilizar o método DSR como forma de demonstrar evidências robustas para o desenvolvimento de modelo e protótipos de ambientes construídos. O artefato desenvolvido apresentou, inicialmente, alguns equívocos projetuais, que foram detectados, principalmente, por profissionais especialistas, contribuindo para sua evolução posterior. Foi positivo usar um artefato virtual para essa avaliação durante o processo de projeto. O artefato foi composto por representações em 2-D e em 3-D, e audiodescrição dos elementos do projeto, que possibilitaram a simulação de diferentes modalidades de aprendizagem, ocorrendo em um mesmo espaço físico. Isto possibilitou aos avaliadores emitir críticas e sugestões, em um processo participativo, tanto em grupos focais (com usuários finais), como em avaliações individuais (com especialistas). Essas avaliações seriam difíceis de serem obtidas somente com discussões ou debates sobre temas conceituais. Portanto, o DSR associado às ferramentas de design participativo, ideação, prototipação e avaliação (com usuários e especialistas) é um método de pesquisa eficiente para pesquisas na área de projeto de arquitetura, de urbanismo e de design de interiores.

Longe de pretender encerrar a pesquisa sobre o tema abordado, as especificações técnicas, enquanto produtos da pesquisa, visam reunir informações precisas (que por vezes encontram-se dispersas em fontes bibliográficas diferentes) voltadas à aplicação em projetos arquitetônicos e de interiores escolares, com relação ao dimensionamento, ao conforto ambiental e ergonômico, à seleção de elementos construtivos, de mobiliário e de equipamentos para leiautes de ambientes escolares voltados a práticas educacionais adequadas ao blended learning. O uso de ferramentas de realidade virtual para avaliar o artefato desenvolvido foi uma experiência enriquecedora, possibilitando obter a percepção de usuários e de especialistas sobre diferentes aspectos do ambiente projetado antes mesmo de sua construção, antecipando assim inadequações futuras não observadas na fase projetual. Recomenda-se que em futuras pesquisas os estudos avancem para a prototipação em tamanho real de novos leiautes de ambientes de aprendizagem, permitindo aos usuários experimentar situações reais de uso, e assim efetuar avaliações quantitativas com melhor precisão.

  • 1
    A pesquisa e seus respectivos instrumentos foram aprovados pelo Comitê de Ética da UFPE e da Plataforma Brasil, sob o n. 2.055.865, em 10 de maio de 2017.

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    05 Dez 2019
  • Data do Fascículo
    Jan-Mar 2020

Histórico

  • Recebido
    28 Jan 2018
  • Aceito
    16 Jul 2019
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