MPECM_ Dissertação de Mestrado_ Tiago Destéffani Admiral_ 2013

INSTITUTO FEDERAL DO ESPÍRITO SANTO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS E MATEMÁTICA
TIAGO DESTÉFFANI ADMIRAL
A UTILIZAÇÃO DE METODOLOGIAS ALTERNATIVAS E EXPERIMENTAÇÃO
NO ENSINO DE FÍSICA: UM OLHAR SOBRE AS PRÁTICAS
ARGUMENTATIVAS EM SALA DE AULA
Vitória
2013
TIAGO DESTÉFFANI ADMIRAL
A UTILIZAÇÃO DE METODOLOGIAS ALTERNATIVAS E EXPERIMENTAÇÃO
NO ENSINO DE FÍSICA: UM OLHAR SOBRE AS PRÁTICAS
ARGUMENTATIVAS EM SALA DE AULA
Dissertação apresentada ao curso do Mestrado
Profissional em Educação em Ciências e
Matemática do Instituto Federal do Espírito Santo,
como requisito parcial para a obtenção do título de
Mestre em Educação em Ciências e Matemática.
Orientador: Dr. Emmanuel Marcel Favre-Nicolin
Vitória
2013
(Biblioteca Nilo Peçanha do Instituto Federal do Espírito Santo)
A238u Admiral, Tiago Destéffani.
A utilização de metodologias alternativas e experimentação
no ensino de física: um olhar sobre as práticas argumentativas
em sala de aula / Tiago Destéffani Admiral. – 2013.
92 f. : il. ; 30 cm
Orientador: Emmanuel Marcel Favre-Nicolin.
Dissertação (mestrado) – Instituto Federal do Espírito Santo,
Programa de Pós-graduação em Educação em Ciências e
Matemática.
1. Física – Estudo e ensino. 2. Física - Metodologia. 3.
Didática (Ensino médio). I. Favre-Nicolin, Emmanuel Marcel. II.
Instituto Federal do Espírito Santo. III. Título.
CDD 21: 530.07
.
.
Dedico esta dissertação a todos os
amigos e amigas que, de alguma
forma,
fizeram
parte
da
caminhada durante o mestrado.
minha
AGRADECIMENTOS
Agradeço a todas as pessoas que acreditaram no meu êxito.
Agradeço pela ajuda dos amigos em muitos momentos importantes durante o curso,
especialmente Adriane e Leonardo que me acompanharam em todos os momentos
bons e ruins, alegres e tristes, de tranqüilidade ou absoluto desespero, em meio à
calmaria ou em momentos em que não sabíamos o que fazer para conseguir seguir
em frente. Muito provavelmente sem a presença desses dois amigos, e de alguns
outros, não teria sido tão rica essa jornada até aqui.
Agradeço aos meus familiares que me apoiaram em todos os momentos
independentemente dos altos e baixos durante esses dois anos, sem o seu apoio e
suporte teria sido consideravelmente mais árdua a minha passagem por essa
experiência.
Agradeço também aos professores que durante todo o curso mostraram grande
interesse em desenvolver um trabalho de qualidade, nos exigindo o máximo que
podíamos e, ao mesmo tempo, nos possibilitando um crescimento acadêmico
proporcional à nossa vontade de aprender.
Agradeço ao professor Emmanuel, meu orientador, que diferentemente de uma
relação de autoritarismo,
mostrou-se um parceiro e mediador da minha
aprendizagem, me propiciando autonomia para pensar sobre minhas reais
expectativas enquanto pesquisador e, ao mesmo tempo, me auxiliando em aspectos
que nortearam a minha forma de pesquisar em ensino de Física.
Agradeço ao coordenador e idealizador do programa de pós-graduação Sidnei, pois,
em grande parte, foi devido a ele que hoje tive a oportunidade de ter um curso de
mestrado.
Devo agradecimentos à vários colegas de trabalho da escola Waldemiro Hemerly
que tantas vezes me substituíram nas aulas para que eu pudesse assistir às aulas
do mestrado, foram muitas quintas e sextas feiras em que precisei me ausentar do
meu trabalho e pude contar com a ajuda de muitos colegas.
Agradeço à diretora Deusa Lourencini que fez o possível para ajudar no que precisei
enquanto trabalhava na escola, além das 50 horas semanais de carga horária
escolar consegui cumprir os créditos em uma cidade que fica a mais de 100 km de
distância e escrever parte da pesquisa. Realmente não foi fácil.
Não poderia deixar de agradecer a Gorete e Neto que me cederam um teto quando
mais precisei, durante todo o mestrado, nas quintas feiras, a casa desses dois era
minha casa também, pois me sentia acolhido como no meu lar.
Por fim ficam os meus cumprimentos de agradecimento a todas outras pessoas que,
indiretamente, contribuíram com minha caminhada até aqui.
“Todo o conhecimento implica numa
trajetória de um estado A, designado
pela ignorância, para um estado B,
designado por saber. As formas de
conhecimento
distinguem-se
pelo
modo como caracterizam os dois
pontos e a trajetória que conduz de
um ao outro. Não há, pois, nem
ignorância em geral nem saber em
geral”.
Boaventura de Souza Santos
RESUMO
Esta pesquisa teve como principal objeto de estudo as relações entre a
aprendizagem, alfabetização científica e aplicação de recursos tecnológicos. Um dos
conceitos que foram desenvolvidos com os alunos nesse projeto foi o conceito de
energia, geralmente mal compreendido mesmo sendo um dos conceitos mais
importantes da Física, mesmo envolvendo questões do dia-a-dia assim como
fenômenos como o aquecimento global. Foram aplicadas duas sequências didáticas,
a observação participante foi acompanhada de relatórios em sala e questionários.
Devido à relativa simplicidade matemática de resolução de problemas de energia no
ensino médio, comparado com outros assuntos de física, o método de ensino
frequentemente usado por um professor que expõe as equações e aplica exercícios
numéricos, tende a dificultar a discussão e a avaliação dos conceitos dos alunos.
Como resultado imediato a metodologia adotada possibilitou um diálogo entre
professor-aluno e aluno-aluno, o que facilitou a aprendizagem e a avaliação dos
conceitos ensinados. Como produto da pesquisa foi organizado um pequeno
caderno de práticas que em geral, utilizam material de baixo custo, e são facilmente
aplicáveis em diversos contextos em uma aula de Física. A pesquisa foi realizada
com uma turma de ensino médio Integrado ao Ensino Técnico do Instituto Federal
Fluminense – Campos RJ
Palavras-chave: Ensino de Física. Alfabetização Científica. Metodologias de Ensino.
Sequência Didática.
ABSTRACT
This research had as its main object of study the relationships between learning,
scientific literacy and application of technological resources. One of the concepts that
were developed with the students in this project was the concept of energy, often
misunderstood despite being one of the most important concepts of physics because
it involves issues of day-to-day phenomena as well as of great importance, such as
global warming. Two teaching sequences were applied, participant observation was
accompanied by reports and questionnaires in class. Due to the relative simplicity of
mathematical problem solving power in high school, compared to other subjects of
physics, the teaching method often used by a teacher that exposes the equations
and apply numerical exercises, tends to hamper the discussion and evaluation of the
concepts of students. As an immediate result the methodology enabled a dialogue
between teacher-student and student-student, facilitating learning and assessment
concepts. As a product of the research was organized a small notebook of practices
that generally use low cost material, and are easily applicable in various contexts in a
physics class. The survey was conducted with a group of high school Integrated
Technical Education of the Instituto Federal Fluminense – Campos – RJ.
Keywords: Physics Teaching. Scientific Literacy. Teaching Methods. Teaching
Sequence.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Esquema de relação entre Ciência Pura/Aplicada ..................................... 23
Figura 2 – Maquete sobre conversão de Energia eólica em Elétrica ......................... 52
Figura 3 – Exemplo de cooler utilizado .......................................................................... 53
Figura 4 – Exemplo conceitual de energia mecânica ................................................... 55
Figura 5 – Exemplo de uma resolução de problemas com a utilização das caixas de
fósforos ............................................................................................................................. 56
Figura 6 – Grupo de alunos discutindo uma situação problema usando as caixas de
fósforos ............................................................................................................................. 58
Figura 7 – Uma aluna explica à outra um problema utilizando a metodologia das
caixas de fósforos ............................................................................................................ 59
Figura 8 – Montagem da vara rosqueada com a trena ao lado ................................... 67
Figura 9 – Durante a demonstração do experimento ................................................... 72
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Atividades da Sequência Didática sobre Energia ...................................... 51
Tabela 2 – Atividades da Sequência Didática de cinemática ...................................... 62
Tabela 3 – Exemplo de tabela utilizada no experimento ............................................. 71
LISTA DE SIGLAS
CNPq – Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e
Tecnológico CTS – Ciência, Tecnologia e Sociedade
CTSA – Ciência, Tecnologia, Sociedade e Ambiente
EDUCIMAT – Programa de Pós-graduação em Educação em Ciências e Matemática
FAPES – Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Espírito Santo
IFES – Instituto Federal do Espírito Santo
ISBN – International Standard Book Number (Número Padrão Internacional de
Livro) PCN – Parâmetros Curriculares Nacionais
PCN – Orientações educacionais editadas pelo Ministério da Educação
que complementa os PCN
PIBIC – Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica
PISA – Programa Internacional de Avaliação de Alunos
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO .............................................................................................................. 16
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .................................................................................. 18
2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS ............................................................................... 18
2.2 O CONCEITO DE CIÊNCIAS ................................................................................... 21
2.3 ENSINO DE CIÊNCIAS E IMPLICAÇOES SOCIAIS ............................................. 26
2.4 CURRÍCULO E ENSINO DE CIÊNCIAS ................................................................. 30
2.5 A ARGUMENTAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA ..................................................... 33
3 METODOLOGIA ........................................................................................................... 37
3.1 O ESTUDO ................................................................................................................. 37
3.2 LOCAL DA PESQUISA ............................................................................................. 37
3.3 SUJEITOS .................................................................................................................. 37
3.4 COLETA E ANÁLISE DE DADOS ........................................................................... 40
3.5 CATEGORIAS DA PESQUISA................................................................................. 40
3.6 LIMITES DA PESQUISA ........................................................................................... 41
3.7 PRODUTO FINAL ...................................................................................................... 41
4 DESCRIÇÃO DO ESPAÇO ESCOLAR ..................................................................... 42
4.1 DESCRIÇÃO GERAL ................................................................................................ 42
5 DESCRIÇÃO DAS SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS (ENERGIA E CINEMÁTICA) ..... 44
5.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE AS SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS ............... 44
5.1.1 Planejamento das aulas ...................................................................................... 47
5.2 SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE ENERGIA .......................................................... 48
5.3 SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE CINEMÁTICA .................................................... 49
6 DESENVOLVIMENTO DA SEQUÊNCIA SOBRE ENERGIA.................................. 51
6.1 RELATO GERAL ....................................................................................................... 51
6.2 A DINÂMICA DAS CAIXAS DE FÓSFOROS ......................................................... 55
6.3 A APLICAÇÃO ........................................................................................................... 57
6.4 A AVALIAÇÃO ........................................................................................................... 60
7 DESENVOLVIMENTO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE CINEMÁTICA ....... 62
7.1 RELATO GERAL ....................................................................................................... 62
7.2 PROBLEMATIZAÇÃO ............................................................................................... 62
7.3 ORGANIZAÇÃO DO CONHECIMENTO ................................................................. 66
7.3.1 A experiência da arruela ..................................................................................... 66
7.4 A AVALIAÇÃO ........................................................................................................... 73
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................ 77
REFERÊNCIAS ................................................................................................................ 80
APÊNDICES ..................................................................................................................... 83
APÊNDICE A .................................................................................................................... 84
Lista de exercícios sobre energia ............................................................................... 84
APÊNDICE B .................................................................................................................... 86
Questionário I ................................................................................................................. 86
APÊNDICE C .................................................................................................................... 87
Questionário II ................................................................................................................ 87
APÊNDICE D .................................................................................................................... 88
Dicionário de cinemática .............................................................................................. 88
APÊNDICE E .................................................................................................................... 89
Termo de utilização da pesquisa ................................................................................ 89
APÊNDICE F .................................................................................................................... 90
Modelo de relatório ........................................................................................................ 90
APÊNDICE G.................................................................................................................... 92
Produções acadêmicas decorrentes da pesquisa .................................................. 92
16
1 INTRODUÇÃO
Uma crescente preocupação em torno do Ensino de Ciências, especialmente na
área de Física, tem se constituído no sistema Educacional Brasileiro. Preocupação
que tem gerado uma série de pesquisas especificamente nessa área.
Os olhares para o Ensino de Ciência vão se construindo através do contexto
histórico e social, sofrendo influência dos interesses sociais, econômicos e políticos.
Podemos destacar especialmente a influência de interesses econômicos na
construção curricular que, em boa medida, constroem a representação de Ciência
dogmática que tentamos desconstruir atualmente.
Enfrentamos hoje, em muitos ambientes escolares, uma situação de afastamento
entre os conceitos ensinados em Ciências e a dimensão prática do cotidiano da
Ciência. Esse afastamento se dá quando priorizamos o saber teórico em detrimento
do saber prático. A construção do conhecimento científico passa por todas as
dimensões: Teóricas, Práticas e Implicações Históricas/Sociais. A utilização do
laboratório nas aulas, por exemplo, se torna uma ferramenta a mais para ajudar na
construção do conhecimento científico, mesmo em um laboratório não estruturado.
De acordo com Barbosa (1999) a prática experimental exerce importância
fundamental no Ensino de Ciências, especialmente em Física, pois:
Empregando-se a experimentação com laboratório não estruturado verificase que há uma maior eficiência quanto à ocorrência de mudança conceitual
nos estudantes e, consequentemente, maior facilidade de aprendizagem de
conceitos científicos quando se utiliza um ensino experimental baseado em
uma abordagem que explora este tipo de atividade em comparação com o
ensino tradicional. (Barbosa 1999)
Construir um conhecimento científico tecnológico, a partir e para os fins da
alfabetização científica, se torna uma demanda crescente cada vez mais nas salas
de aula. Utilizar os recursos mais simples e acessíveis pode ser uma boa alternativa
na busca por um Ensino de Ciência mais significativo para os alunos.
Tornar o Ensino de Ciências, em especial o Ensino de Física, mais interessante,
17
aplicado à vida do aluno e contextualizado pode ser uma estratégia bem sucedida
para atingir uma aprendizagem mais emancipadora e libertadora. A base dessa
perspectiva de Ensino deve se pautar em conceitos cotidianos de temas Científicos,
a partir de uma abordagem Ciência Tecnologia Sociedade e Ambiente – CTSA.
Dessa óptica buscamos identificar em que medida a alfabetização científica e a
aplicação de metodologias alternativas, nas aulas de Física, contribui para aumentar
o interesse na disciplina e promover seu aprendizado?
A hipótese inicial se refere diretamente à questão central do projeto. Para responder
à questão central do projeto, assumimos que a utilização de metodologias
alternativas nas aulas de Física serão mais agradáveis e tornarão o processo ensino
aprendizagem mais efetivo. Esse é o principal pressuposto do projeto. A partir desse
pressuposto inicial, identificaremos a forma que essas metodologias contribuem para
o Ensino de Física.
18
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
2.1 CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Analisando os aspectos qualitativos e quantitativos no que tange ao Ensino de
Ciências, podemos destacar algumas informações relevantes quanto às pesquisas
realizadas nessa área. Podemos considerar um campo fértil de discussões em
Ensino de Física, a alfabetização científica. Alfabetizar cientificamente configura-se
como um dos princípios do Ensino de Ciência, isso porque se o aluno não se
apropria da linguagem própria da Ciência dificilmente construirá um conhecimento
científico de fato.
Considerar o Ensino de Ciências com um olhar mais amplo corrobora com o ideal de
Educação libertadora. Assumir a importância social do conhecimento científico traz,
ao mesmo tempo, o significado real do conhecimento e seu aspecto humanizador,
constituinte no ato aprender. Freire (1987) nos mostra a importância do aspecto
libertador da Educação, pela qual o individuo deve conquistar sua autonomia.
Tratar de Educação significa retomar o papel da escola, tema sobre o qual Chassot
(2000) desenvolve um breve apanhado sobre suas características e seu se papel no
decorrer da história. Ressalta que, antes, o espaço escolar possuía o status de lugar
de origem dos conhecimentos, e sugeriu um óbvio fluxo de conhecimento de dentro
para fora da escola. Entretanto, após um imenso processo de globalização, hoje
existem várias fontes de informação fora do espaço escolar, e devemos agregar as
informações externas à escola. Essa dinâmica deve refletir na forma de Ensinar do
professor.
Vale ressaltar a diferença entre conhecimento e informação, a informação pode ser
compreendida, nesse contexto como sendo um dado que apresenta, por si só, um
fato isolado, ao passo que o conhecimento possui uma característica mais
abrangente no sentido de que é um conjunto de fatos ou dados, que compõem uma
competência ou habilidade específica, podendo ser estendida para contextos
distintos daqueles apresentados inicialmente.
19
Ainda sobre a diferença entre informação e conhecimento, Santos (2002) deixa claro
que, mesmo que cada vez mais o acesso à informação venha sendo democratizado,
o acesso (ou não) ao conhecimento possui o poder de acentuar ainda mais as
diferenças sociais, tendo em vista que o conhecimento pode ser considerado como
um fator importante na inclusão social do cidadão.
Com a ampliação do acesso às formas de comunicação como TV e internet, a
escola deixou de ser a única fonte de informação, desta forma se torna necessário
que a escola desempenhe cada vez mais o papel de construtora de conhecimento.
Essa demanda torna necessário pensar um espaço escolar diferenciado, que não
apenas seja destinado a passar informações, mas que se configure como um
espaço para a reflexão e formação cidadã.
De acordo com Chassott (2000), devemos romper com a visão na qual Ensino de
Ciências na escola tem caráter de transmissão de informações, em que o melhor
aluno é aquele com maior capacidade de “armazenar” mais informações (mesmo
que não faça nenhuma relação lógica entre elas). Nesse ponto, pode-se ilustrar o
tipo de educação chamada de Educação Bancária por Freire (1996). Ainda de
acordo com Hazel &Trefil (2005);
[...] é ter o conhecimento necessário para entender os debates públicos
sobre as questões de ciência e tecnologia [...] O fato é que fazer ciência é
inteiramente diferente de usar ciência. E a alfabetização científica refere-se
somente ao uso da ciências.(p.12)
Podemos compreender melhor as necessidades da Alfabetização Científica de
acordo com a perspectiva apresentada. Tendo em vista a necessidade primeira de
romper com o paradigma da Educação Bancária, a Alfabetização Científica se
propõe a produzir um conhecimento mais significativo e libertador. O autor cita uma
pesquisa sobre os PCN‟s para destacar que, mesmo com os esforços de romper a
lógica estratificada das disciplinas, o documento não dá conta de conseguir a tão
desejada interdisciplinaridade.
Auler (2003) nos remete a duas formas de conceber a alfabetização científica. A
concepção reducionista e a ampliada. A primeira trata da alfabetização científica
20
como uma perspectiva metodológica, que se atém aos aspectos técnicos,
desconsiderando as conseqüências sociais do conhecimento científico. A segunda
concepção envolve uma visão mais abrangente da alfabetização científica,
relacionando o conhecimento científico a discussões que envolvem questões
tecnológicas e sociais (CTS).
Para que haja uma compreensão crítica das Ciências, em especial da Física, é
importante que o aluno compreenda o conjunto semiótico científico e se aproprie
dele, a fim de utilizar esse conhecimento de forma fluente e significativa. A
linguagem possui um papel central nessa questão. De acordo com Bachelard (1972),
existem obstáculos inerentes à aprendizagem, como os obstáculos epistemológicos,
por exemplo. A linguagem também pode se apresentar como um obstáculo, na
medida em que o aluno, por não se apropriar da linguagem científica, não consegue
compreender o discurso científico, por vezes.
Outro aspecto importante para contribuir para a alfabetização científica é a
consciência de inacabamento da Ciência. Devemos possuir a visão de Ciência como
uma sistematização do conhecimento, que possui momentos de estabilidade e
instabilidade. A Ciência não tem caráter dogmático, estático e imutável, mas se
constitui de conceitos válidos durante o tempo necessário para sua evolução. De
Acordo com Popper (1975), a Ciência deve ser falsificável, mas não falsificada.
O conceito de Falsificação faz referência a uma crítica ao positivismo de Comte, que
via a ciência como sendo perfeita e acabada, pronta para oferecer respostas a
qualquer pergunta com precisão e sem espaços para questionamentos. Popper é um
dos autores que sustentam a ideia do falsificasionismo. Para ele uma teoria deve ser
falsificável, mas não falsificada. No sentido que o conhecimento pode, e deve, ter
espaços para o questionamento, deve admitir seu inacabamento e limites.
CAROPRESO (2006) explica que, a partir da Visão de Popper:
A falsificação de uma teoria levaria à busca de uma nova teoria que
contivesse as partes não falsificadas da anterior, que explicasse as partes
falsificadas desta e que, talvez, fosse aplicável a novos fenômenos. Embora
não seja possível afirmar que uma teoria é verdadeira, é possível afirmar
que ela é “a melhor disponível”, que ela é superior as suas predecessoras
21
no sentido de que ela é capaz de superar os testes que falsificaram as
precedentes. (p 65).
Dessa forma o conhecimento científico apresenta uma construção, que apoia-se em
conhecimentos prévios, confirmando-os ou negando-os quando necessário. Essa
dinâmica de estruturação do conhecimento científico, historicamente construído,
deve ser apresentada aos alunos, de forma que eles formem uma representação
social mais próxima da realidade do conhecimento científico.
Uma das formas de levar o aluno a construir uma representação mais significativa de
ciências pode se estabelecer pela linguagem, através da competência comunicativa
científica. Segundo Bachelard (2007) os obstáculos epistemológicos, sejam eles
estabelecidos por uma prática pedagógica ou por uma experiência cotidiana, formam
uma condição necessária para a compreensão de um determinado conceito,
fornecendo condições ideais para o aprendizado.
O obstáculo epistemológico pode ser produzido por uma concepção incompleta, por
exemplo. Quanto mais o aluno for levado a refletir sobre suas próprias decisões, em
relação ao conhecimento a ser apreendido, maiores serão as possibilidades de
transpor esses obstáculos. Malheiro (2005) ressalta a importância de trabalhar o
aprendizado baseado em problemas ABP, pois nesta abordagem o aluno é levado a
refletir em problemas reais com soluções em aberto. Não são oferecidas aos alunos
as respostas certas, mas sim as perguntas certas, e a partir desse processo
dialógico constitui-se um espaço fértil para o aprendizado.
Devemos considerar um assunto quando tratamos de Ensino de Física em especial,
a matematização do saber científico. Não podemos negar, nem negligenciar, os
óbvios benefícios da relação do saber científico com os modelos matemáticos.
Entretanto devemos ter a consciência que o saber não deve se aprisionar a uma
visão matemática apenas, não deve se reduzir aos procedimentos aritméticos em si.
2.2 O CONCEITO DE CIÊNCIAS
Em seu livro A construção das Ciências Gerard Fourez diferencia de forma bem
clara as origens e aplicações das nomenclaturas de ciências diferentes. Explicitando
22
os fatores que diferenciam ciências puras e aplicadas.
O autor discute sobre as noções espontâneas dos conceitos de ciências, e as
diferencia em três aspectos: ciência “pura”, “aplicada” e “tecnologia”. Segundo o
autor a visão aceita socialmente com mais frequência do primeiro tipo de ciência, é a
de que a ciência pura é aquela que não apresenta implicações sociais de imediato.
Ao passo que as outras duas representam uma ciência voltada para o
desenvolvimento de conhecimento usado diariamente e produção tecnológica. De
acordo com o autor:
Chama-se Ciências puras, ou também Ciências fundamentais uma prática
científica que não se preocupa muito com as possíveis aplicações com um
contexto societário, concentrando-se na aquisição de novos conhecimentos.
Desse modo, um físico que estuda partículas elementares será considerado
como fazendo ciência pura ou fundamental. (FOUREZ, 1995, p.195)
Em seguida o autor reflete sobre os processos de legitimação das ciências e conclui,
de forma clara e fundamentada, uma relação de reciprocidade entre a legitimação
dos dois tipos principais de ciências, pura e aplicada. Segundo o autor quando
questionado em relação a validade e relevância de uma pesquisa de ciência pura, o
pesquisador busca encontrar legitimação em uma possível aplicação futura de sua
teoria em uma prática, ou afirma a importância do conhecimento por si mesmo.
Em contrapartida quando é questionada a validade e relevância de uma pesquisa
claramente aplicada, esta busca subterfúgios teóricos em busca de legitimação. A
esse movimento de troca de legitimação o autor denominou como legitimações
recíprocas. É definido o tipo de ciência de acordo com o seu objeto de estudo, o
autor caracteriza que as ciências ditas puras possuem objetos de estudo definidos
pelos seus próprios paradigmas internos. Enquanto que as ciências aplicadas
possuem, em geral, um objeto de estudo que é definido e avaliado por um publico
externo, atendendo, por exemplo, uma demanda social ou econômica.
Ao apresentar um breve histórico da ciência, o autor assinala alguns momentos
históricos que, segundo ele, influenciaram a criação das nomenclaturas. No campo
das ciências puras ele destaca que o conceito foi criado pelo químico Liebig, no
início do século XIX, quando se deu conta que era importante a formação de
23
doutores em ciências puras.
O autor atribui, em parte, o surgimento do termo ciência aplicada à árvore da ciência
de Porfírio, Século III d. C. Segundo ele, esse conceito de ramificação julgava como
ciências puras o tronco da árvore, e as demais ramificações seriam subdivisões da
ciência. Ideia que contribuiu para divisões internas dentro do conhecimento
científico.
O autor reflete sobre as relações de poder do conhecimento, e contextualiza de o
termo „aplicada‟. Na visão do autor o que diferencia a ciência, neste ponto de vista,
não é o fato de ser ou não aplicada, mas o lócus de sua aplicação. Cada
conhecimento possui seu espaço, sua temporalidade e relevância, um conhecimento
puro possui sua aplicação dentro da própria comunidade científica, enquanto que o
conhecimento dito aplicado apresenta um espaço de utilização maior, que
compreende do meu ponto de vista uma interseção com a comunidade científica
uma vez que esta também faz parte da sociedade como um todo.
Para ilustrar esse pensamento, podemos considerar uma simples representação de
conjuntos (FIGURA 1), aqui o circulo maior representa a sociedade como um todo,
onde se encontra a influência das ciências aplicadas (CA), interiormente, o circulo
menor denota a sociedade científica, em que a ciência pura (CP) possui aplicação,
juntamente com a ciência aplicada. Uma vez que a comunidade cientifica faz parte
da sociedade como um todo.
Figura 1 – Esquema de relação entre Ciência Pura/Aplicada
Fonte: Fourez, Gérard (1995).
24
Esse esquema concorda com a ideologia do autor no esforço de reduzir a diferença
epistemológica entre ciência pura e aplicada, trazendo para esse contexto a
discussão de qual o tipo de aplicação estamos nos referindo. As ciências
fundamentais e aplicadas possuem uma tendência de se justificarem reciprocamente
(FOUREZ, 1995, p.204)
Apesar de sua ampla utilização, o termo Ciência gera controvérsia quanto à sua
definição. Para alguns contextos, a expressão pode remeter ao conjunto de
conhecimentos sobre biologia que aprendemos nas séries finais do Ensino
Fundamental, em outro contexto pode nos remeter ao fazer científico, nos
remetendo a uma representação social de cientistas vestidos de jalecos brancos
com expressões idiossincráticas clássicas, que povoam nosso imaginário.
Em uma definição de dicionário “ciência (do latim scientia, traduzido por
“conhecimento”) refere-se a qualquer conhecimento ou prática sistemáticos. Em
sentido estrito, ciência refere-se ao sistema de adquirir conhecimento baseado no
método científico bem como ao corpo organizado de conhecimento conseguido por
meio de tais pesquisas”. Entretanto será que o método científico, a qual se refere
essa definição, é uma condição sine qua non para definir um conhecimento como
ciência?
Podemos citar que, em casos recorrentes na história, o conhecimento científico foi
construído de forma diferente do que se prescreve o método científico. O próprio
Newton, que fora inspirado pelo método científico cartesiano, chegou a conclusões
científicas por caminhos diferentes desse método (Chalmers 1993). O que difere, em
termos gerais, esse conhecimento produzido por Newton do conhecimento popular
que se acumula historicamente, baseado em evidências e experiências cotidianas?
Uma teoria científica, legitimada e aceita como tal, exige alguns pressupostos
segundo Khun (2003), além de ser verificável e geral deve ser coerente com o
conhecimento científico construído até então. Enquanto um conhecimento popular
não necessita de verificação imediata, um conhecimento científico deve ser
verificável. Khun (2003) vai mais além e diz que se a teoria não mais se adapta ao
comportamento natural das coisas, podendo-se então iniciar uma crise
25
epistemológica e uma nova teoria (paradigma) pode tomar o lugar da anterior,
processo chamado por ele de revolução científica.
Uma visão muito comumente encontrada sobre ciências, inclusive entre acadêmicos
e cientistas, está relacionada com o caráter salvacionista da ciência, aproximando-se
do conceito de que a ciência produz verdades inquestionáveis sobre os fenômenos
aos quais se propõe estudar. Seria essa visão, quase dogmática, do conhecimento
científico adequada? Bom, se nos referimos às inúmeras vezes em que uma teoria
foi substituída por outra por demonstrar um comportamento natural errôneo, seria
razoável dizer que não.
Pensadores que estudaram o comportamento dos planetas, que possuíam uma
visão ptolomaica do sistema solar mostraram-se incrivelmente equivocados após
estudos e evidencias que revelaram, com o passar do tempo, o sistema
heliocêntrico. Entretanto, esse conhecimento era de sua maneira específica,
científico também. Isso nos traz elementos para considerar que o conhecimento
científico possui caráter provisório e, sobretudo, questionável.
Construir o saber científico pressupõe, a priori, utilizarmo-nos de conhecimentos e
axiomas pré-estabelecidos por outros antes de nós que, por sua vez, estiveram
sujeitos a influências sociais, políticas e econômicas da época que foram
desenvolvidos. O conhecimento científico, nesse sentido, sofre influência do período
histórico a que pertence, podemos então considerá-lo neutro como pressupõe a
lógica de Descartes? Por esse ponto de vista a resposta pode ser considerada
óbvia.
A visão de incompletude do conhecimento científico pode ser encontrada em vários
pensadores, entre eles Khun (2003), que define as revoluções científicas que
ocorrem quando há rupturas de paradigmas científicos estabelecidos, sendo estes
substituídos por novos. Essas revoluções de paradigmas só são possíveis quando o
sujeito é levado a formular uma análise crítica em relação à sua práxis.
De forma análoga temos que pensar na alfabetização científica como ferramenta
para construir esse tipo de conhecimento, sob a óptica de Bruner, Oliveira (1973)
26
cita que “a descoberta de um princípio, ou de uma relação, por uma criança, é
essencialmente idêntica – enquanto processo – à descoberta que um cientista faz no
seu laboratório”.
2.3 ENSINO DE CIÊNCIAS E IMPLICAÇÕES SOCIAIS
A partir de uma leitura aos artigos e publicações recentes sobre Ensino de Ciência
encontramos com freqüência as crítica ao modelo de ensino tecnicista e às suas
características de “despolitização” e desvinculação com a sociedade. De forma
análoga ao sistema bancário de ensino, justificado pela falta de significados
associados aos conteúdos. De acordo com (TEIXEIRA, P.M.M, 2003, p.178);
[...] quando avaliamos o ensino de ciências (Biologia, Química, Física e
Matemática); é notável que o perfil de trabalho de sala de aula nessas
disciplinas está rigorosamente marcado pelo conteudismo, excessiva
exigência
de
memorização
de
algoritmos
e
terminologias,
descontextualização e ausência de articulação com as demais disciplinas do
currículo.
Em decorrência desse modelo excludente de ensino, são relacionadas algumas
consequências da formação dos alunos. Do ponto de vista conceitual fica evidente
uma estruturação incompleta e sem conexões entre os conteúdos. Outro problema
visível é a ausência de conteúdos procedimentais e atitudinais. Mas talvez o pior de
todos os fatores seja a ausência de visão crítica em relação ao conhecimento,
Ciência e Tecnologia.
O autor expõe uma análise panorâmica da Pedagogia histórico-crítica, baseada no
conceito de Demerval Saviani, onde explicita que se trata de uma pedagogia que se
empenha em compreender a questão educacional a partir do desenvolvimento
histórico objetivo (Saviani, 1989, p. 23). Segue apresentando as principais
características dessa Pedagogia, dando ênfase ao seu aspecto solidamente social.
Nessa perspectiva a prática social é o ponto de partida do conhecimento, as
relações sociais são as impulsionadoras do conhecimento. A partir de uma questão
social (e a fim de solucioná-la muitas vezes) inicia-se o processo de construção de
conhecimento. De maneira que o conhecimento final possua um significado e possa
27
ser utilizado para modificar a sociedade de forma dialética.
Nesse ponto podemos apontar uma convergência entre a Pedagogia HistóricoCrítica e o movimento CTS. Primeiramente é citada a prática social das duas teorias
que, como o próprio autor explicita, é a característica mais marcante entre elas. É
apresentado um diagrama, adaptado por Ainkenhead (1990), em que é apresentada
a dinâmica da produção do conhecimento na perspectiva CTS e Histórico-Crítica.
Em que o conhecimento começa e termina na/para sociedade.
Outras características comuns são citadas, entre elas: Objetivos Educacionais,
Metodologias de Ensino, Conteúdos e Papel dos Professores. Todos esses aspectos
apresentam notável semelhança nas duas correntes teóricas, o que evidencia uma
tendência de aproximação ideológica entre elas.
Por fim Teixeira evidencia sua preocupação com a formação de professores que,
segundo sua opinião e indícios em pesquisas citadas, não dá conta das dimensões
sociais, humanas e políticas necessárias para o desempenho da atividade
pedagógica. Nesse eixo ele se refere à falta de olhar crítico na formação dos
professores e na despolitização do olhar do professor. Indica também, lembrando
Freire neste ponto, os perigos de uma educação neutra, sem visão crítica e não
formadora de cidadãos conscientes.
Dentro da temática que relaciona o conhecimento e suas implicações sociais,
podemos citar (Santos, 2002) que trabalha com o conceito de que o conhecimento
pode ser tratado como um capital, que, assim sendo definido, tem o poder de excluir
ou incluir um indivíduo socialmente. A partir dessa óptica podemos considerar que,
em um processo de ensino aprendizagem democrático e inclusivo, reside uma
importância que vai além das fronteiras didáticas, mas também uma importância
social.
De acordo com (Santos, 2002) todo conhecimento é um autoconhecimento, o autor
sustenta sua afirmação por meio de uma releitura da definição entre sujeito e objeto.
Considerando-se que todo objeto de estudo deve ter suas especificações,
condições, restrições e especificidades escolhidas pelo sujeito que o estuda, o autor
28
afirma que o objeto de estudo é influenciado diretamente pelo sujeito, não em sua
natureza, mas na forma com que é estudado, colocando nas palavras do autor:
Sabe-se hoje que as condições do conhecimento científico são mais ou
menos arbitrárias, assentando em convenções que, entre muitas outras
condições possíveis, selecionam as que garantem o desenrolar eficiente
das rotinas de investigação. O objeto de investigação não é, afinal, mais do
que o conjunto das condições não selecionadas. Se, por hipótese, fosse
possível levar até o fim a enumeração de condições do conhecimento, não
restaria objeto para conhecer. Por outras palavras, é tão impossível um
conhecimento científico sem condições como um conhecimento plenamente
consciente de todas as condições que o tornam possível. A ciência moderna
existe num equilíbrio delicado, entre a relativa ignorância do objeto do
conhecimento e a relativa ignorância das condições do conhecimento que
pode ser obtido sobre ele. (Santos, 2002, p.82).
Embora a concepção do autor, em relação ao conhecimento científico, vá além das
concepções falsificacionistas já apresentadas neste trabalho, elas convergem no
que diz respeito ao olhar para a Ciência enquanto a construção de um conhecimento
que se dá superando conceitos e, sobretudo, historicamente.
Neste ponto podemos destacar o aspecto de inclusão que o conhecimento científico
pode conter, ao ser visto como um conhecimento não dogmático, mas um
conhecimento pautado na investigação. Podemos, a partir desse olhar, assumir uma
postura mais investigativa incluindo o aluno de forma ativa no processo de
aprendizagem, tirando o aluno de uma posição de “observador”.
Os autores (Angotti, J. A. P, Auth, M. A. 2001) ressaltam a problemática envolvida
em sua pesquisa, a forma como historicamente o homem se relaciona com o
ambiente. Chama a atenção o fato de que a relação exploratória do homem com a
natureza possui grande influência na forma como vemos e nos relacionamos com o
meio ambiente. É destacado o fato de que o desenvolvimento tecnológico, outrora
visto como impulsionador do desenvolvimento social, foi se mostrando prejudicial
para uma grande parcela da sociedade.
O que inicialmente parecia um bem inegável a todos, com o passar dos
anos revelou outras facetas. À medida que o uso abusivo de aparatos
tecnológicos tornava-se mais evidente, com os problemas ambientais cada
vez mais visíveis, a tão aceita concepção exultante de C&T, com a
finalidade de facilitar ao homem explorar a natureza para o seu bem-estar
começou a ser questionada por muitos. (Angotti, J. A. P, Auth, M. A. 2001,
p.15)
29
Com o passar do tempo a lógica da exploração e do crescimento como busca de
uma sociedade melhor foi mostrando suas fragilidades. Aumento da desigualdade,
degradação dos recursos naturais entre outros fatores negativos.
Com essa dinâmica de mudança de paradigmas, alguns países europeus (como a
Itália) começaram a adquirir uma postura de redução de crescimento na tentativa de
minimizar os efeitos colaterais já identificados. Mais tarde, no ano de 1972 acontece
a conferência de Estocolmo, da qual o Brasil fez parte, mesmo não tendo aderido à
lógica
de
desenvolvimento
sustentável.
Nesta
época
o
Brasil
mantinha
conscientemente um ritmo alto de crescimento econômico/industrial, o que tornou
sua participação na conferência um tanto quanto irônica, na visão dos autores.
Com o passar do tempo, uma ideia da conferência foi sendo discutida de forma um
pouco mais avançada até que com a reunião Rio 92 é consolidada a ideia de
desenvolvimento sustentável que, na época, praticamente não influenciou as ações
do Governo ou iniciativa privada. Inclusive suscitou a desconfiança de alguns
autores acerca do termo, que se mostrava vago e facilmente manipulável. Os
autores fazem também uma reflexão interessante sobre o fato de que em uma
sociedade determinista e excludente, por mais forte que seja esse paradigma, em
algum momento haverá uma dinâmica de revolta contra a evidente exclusão social,
conclusão fundamentada em Freire (1996).
Seguimos a discussão aprofundando o conceito de Educação Ambiental para além
das especificidades ecológicas/biológicas, visto que esta é uma abordagem de
apenas um dos aspectos da problemática Ambiental. O conceito de Educação
Ambiental vai além da Ecologia, ele perpassa as demais ciências da Natureza e
também engloba as relações do meio ambiente com a sociedade. Áreas de
conhecimento como Sociologia e Filosofia devem estar intimamente relacionadas
com a discussão de CTS, de forma dialética inclusive.
O tema central do texto de (Angotti, J. A. P, Auth, M. A. 2001) trata de como a
Educação Científica pode se envolver nas questões ambientais para humanizar e
criar consciência crítica no indivíduo. É de extrema necessidade que a Educação
Ambiental consiga romper com a visão antiga de ciência onde nós somos parte
30
separada da natureza, e conseguir fazer com que o homem se reconheça parte de
um todo, que depende do Ambiente para existir. E, obviamente, devem coexistir de
forma sustentável.
No percurso do texto os autores citam uma experiência bem sucedida com um grupo
de professores. Foi realizado um trabalho de intervenção buscando a cooperação de
um grupo de professores de Física, Química e Biologia, a fim de tentar minimizar a
fragmentação
do
conhecimento.
Durante a
pesquisa eles citam algumas
dificuldades, como horário de planejamento reduzido, e outras de ordem pessoal,
como a resistência à mudança.
Para (CHASSOT, 2002, p.93) a ciência pode ser considerada como uma linguagem.
Ao assumir essa perspectiva o autor considera um paralelo existente entre a
linguagem científica e um idioma. Ele faz uma comparação entre uma pessoa que
não conhece a linguagem tipicamente científica e outra que não se apropriou de
algum idioma desconhecido, e ambas não são capazes de reconhecer ou diferenciar
elementos desses tipos de linguagem.
Nesse sentido ser Alfabetizado Cientificamente deve incluir uma apropriação da
semiótica científica, a fim de utilizar esse conhecimento de forma fluente e
significativa em seu cotidiano.
Ainda de acordo com Chassot (2002), é importante para o processo de
Alfabetização Científica possuir a visão de Ciência como uma evolução do
conhecimento, que possui momentos de estabilidade e instabilidade. A Ciência não
tem caráter dogmático, estático e imutável, mas se constitui de conceitos válidos
durante o tempo necessário para sua evolução. E esse modelo dogmático precisa
ser repensado para a verdadeira construção de um Ensino de Ciências.
2.4 CURRICULO E ENSINO DE CIENCIAS
Os autores Franco, C. & Sztajn, P. (1999) ressaltam que as inovações tecnológicas
ao longo da história, em especial o programa espacial de lançamento do Sputnik,
impulsionaram a área de pesquisa em Ensino de Ciências, tanto no exterior quanto
31
no Brasil. Ainda nesse tópico os autores lembram o advento da SBF e demais
comunidades cientificas, como grupos que aderiram à nova tendência de pesquisas.
O que representou um marco que influenciou no pensamento científico da época e
na maneira de pensar o Ensino de Ciências.
(LOPES, A. C. & MACEDO, E., 2004), ressaltam de forma significativa o
preconceito, desenvolvido na época da ditadura, em relação aos livros acadêmicos
de origem soviética. Durante o forte período de opressão ao comunismo no Brasil, o
governo considerou tais livros como livros de autores vermelhos, de maneira que
eles não eram aceitos nas academias Brasileiras devido aos seus ditos conteúdos
comunistas. O autor relembra que havia uma lista de livros expressamente proibidos,
lista que se assemelha ao Index librorum prohibitorum. Essa dinâmica política
influenciava diretamente a construção curricular em geral, principalmente no Ensino
de Ciências.
Ainda sobre a evolução da área de Ensino de Ciências e Matemática, os autores
chamam a atenção para as ações do CNPq que, no seu comitê assessor da área de
Educação, passou a incorporar um membro para a área de Ensino de Ciências e
Matemática, relacionando a esse fato o aumento dos programas de pós-graduação
nesta área.
Tomando como referência o considerável aumento de pesquisadores nesta área,
deu-se início a um processo de trocas de conhecimento entre outras áreas de forma
recíproca. Na análise dos autores esse fluxo de conhecimento apresenta-se de
forma natural e desejável, entretanto, simplesmente esse fato de reciprocidade não
define a aceitação por completo da área do conhecimento.
Os autores tratam exclusivamente da interação entre os campos e exemplos de
influências acadêmicas recíprocas. Para iniciar a reflexão eles citam um trabalho
desenvolvido na França, por Chevallard, que inicialmente teria sido publicado em um
periódico específico de Educação Matemática. Posteriormente houve uma
apropriação do trabalho de Chevallard por pesquisadores de outras áreas, dando à
pesquisa um caráter integrador que dialoga com outras áreas de conhecimento.
32
Em outro exemplo o autor cita um trabalho sobre multiculturalismo, que passou por
um processo de apropriação semelhante. Neste segundo exemplo, torna-se evidente
a preocupação de fazer com que o Ensino de Matemática leve em consideração
também o aspecto cultural do aluno. Levando uma visão mis crítica ao Ensino de
Matemática.
Outra abordagem realizada trata da formação continuada do professor. Dentro desse
contexto os autores se validam da visão de que o saber docente vai além da
formação acadêmica, ele depende muito da própria experiência de prática
pedagógica e da maneira de olhar o mundo. Para legitimar essa ideia os autores
fazem algumas citações de Nóvoa. Tendo em vista esta forma de analisar a
formação docente, os autores continuam desenvolvendo sua argumentação no
sentido de que a própria escola é o lócus da formação continuada, no sentido mais
límpido da expressão.
Posteriormente algumas políticas públicas são elencadas como exemplo de
formações continuadas que não corroboram com a ideia central de Nóvoa.
Especificamente o programa Proficiências é alvo de análise neste ponto. Segundo
os autores, a natureza desse programa de formação continuada não favorece a real
mudança de práxis em sala de aula.
De acordo a análise realizada, os conhecimentos desenvolvidos nesses tipos de
programa apresentam divergências em relação à sua aplicação em sala de aula, fato
constatado por alguns relatos de coordenadores do programa. Visto que algumas
habilidades docentes só podem ser desenvolvidas no ambiente escolar em si.
Para fechar a sua explanação, os autores reforçam a identidade da área de pesquisa
em Ensino de Ciências, esclarecendo que essa identidade possui caráter libertador e
emancipador. Relembram que mesmo
os programas analisados no texto
apresentam suas contribuições, mesmo que não da melhor forma possível. E
completa, de forma essencial e crítica, que os resultados na Pesquisa Educacional
devem ser acompanhados de políticas públicas adequadas para implementação,
para que, efetivamente, a sociedade possa se beneficiar do conhecimento produzido
na academia.
33
Com vistas a contribuir para a visão de proposta curricular apresentada até aqui, que
passa por um Ensino de Ciências de caráter significativo, contextualizado e
libertador, podemos citar um trecho dos PCN´s sobre o Ensino de Ciências:
Enfim, a aprendizagem na área de Ciências da Natureza, Matemática e
suas Tecnologias, indica a compreensão e a utilização dos conhecimentos
científicos, para explicar o funcionamento do mundo, bem como planejar,
executar e avaliar as ações de intervenção na realidade. (Brasil, p.20, 2000)
A partir de uma perspectiva mais abrangente podemos considerar que o currículo vai
muito além da proposta curricular em si, mas compreende todas as ações
desenvolvidas dentro e fora do espaço escolar, que constituem o fazer pedagógico
da escola. A partir desse prisma podemos considerar que, de certa forma, mesmo
que uma proposta curricular seja a mesma para escolas diferentes, o currículo de
fato, não é o mesmo.
A importância dessas considerações reside no fato de que os conteúdos, a
metodologia e os recursos utilizados pelo professor devem sofrer influências do
contexto no qual está inserido. Freire (1987), por exemplo, considera o contexto
social dos alunos um fator decisivo para determinar sua prática docente, na
alfabetização. Pois, é a partir dessa realidade, que são desenvolvidas atividades que
tornam coerente a produção de conhecimento para o aluno, ou seja, a partir do seu
próprio contexto são desenvolvidas as situações de Ensino.
2.5 A ARGUMENTAÇÃO NO ENSINO DE FÍSICA
Um aspecto importante do processo de ensino aprendizagem reside na linguagem,
mais precisamente na dimensão argumentativa da linguagem. É através da
argumentação que os conceitos científicos são construídos e validados, e da mesma
forma podem ser aprendidos.
Para (NASCIMENTO, S. e VIEIRA, R. 2008) a linguagem pode ser considerada
como uma mediadora entre o homem e a natureza. É através da linguagem que se
dão os processos de aprendizagem e apropriação do conhecimento, em especial do
conhecimento científico. Dentre os diferentes discursos possíveis na linguagem, a
34
argumentação se mostrou um dos discursos com maior possibilidade de promover a
aprendizagem.
As práticas argumentativas em sala de aula se mostram excelentes instrumentos no
processo ensino aprendizagem, (VILLANI, 2002) indica que, apesar de pouca
utilização desse tipo de prática argumentativa em sala, ela apresenta uma série de
benefícios no aprendizado, principalmente no que diz respeito à participação do
aluno durante as aulas.
De acordo com o autor, fazer com que os alunos exercitem a argumentação, além
de promover mais participação nas aulas, promove também a construção mais clara
dos conceitos desenvolvidos em sala uma vez que, ao desenvolver um argumento o
aluno deve, a princípio, pensar a respeito das premissas que irão fundamentar sua
fala.
A experiência também proporciona aos alunos uma vivência do discurso utilizado na
ciência normal. Além disso, melhorar a habilidade argumentativa dos alunos é
importante no sentido que a argumentação é utilizada em diversos aspectos da vida,
em diversas situações além da sala de aula.
De acordo com (TOULMIN, 2001) um discurso argumentativo possui um padrão e,
se os elementos que compõem esse padrão são válidos, então a estrutura completa
do argumento também pode ser validada. O padrão de argumento de Toulmin pode
ser ilustrado pelo esquema a seguir:
Dos seis elementos estruturais que compõem um discurso argumentativo, três são
35
essenciais para a construção de um argumento válido, o dado (D) que são o
conjunto aos quais serão fundamentadas as afirmativas, a garantia de inferência (G)
que realiza a mediação entre o dado (D) e a conclusão (C) e a conclusão (C) que é a
afirmação, o objetivo final do argumento. Apenas com esses três elementos já é
possível estabelecer uma argumentação válida.
Os demais elementos propostos por Toulmin dão suporte e validade à construção do
argumento. O apoio (A) é um suporte dado à garantia de inferência (G) com o intuito
de reforçar a relação estabelecida entre (D) e (C), o apoio (A) pode ser, por exemplo,
uma referência indiscutível como um axioma ou uma lei. O qualificador modal (Q)
deve ser um elemento que confere uma maior confiabilidade à conclusão, uma
referência externa ao próprio argumento a qual legitime a conclusão como correta.
Por fim a refutação (R) que estabelece as condições sob as quais o argumento
possui validade é a refutação que limita o poder do argumento quanto suas
condições de contorno, se a condição estabelecida pela refutação não é obedecida
então o argumento não é válido, e em contrapartida se as condições são satisfeitas
então a garantia de inferência, junto com os outros elementos, garante a validade do
argumento.
A estrutura de argumentação, da forma como foi apresentada, mostra a estrutura
argumentativa num monólogo, entretanto para que haja diálogo entre interlocutores
alguns pressupostos devem ser observados.
De acordo com (BRETON, 1999) para que um orador consiga expor seu argumento
a um auditório de ouvintes, por exemplo, eles devem compartilhar, em boa medida,
os códigos utilizados na construção do argumento. Os elementos, fatos e códigos
utilizados para validar o argumento do orador devem ser compartilhados pelo
auditório, de forma que as conclusões estabelecidas pelos envolvidos no diálogo
sejam as mesmas.
Isso ressalta a importância que deve ser destinada à linguagem utilizada durante
uma argumentação, em sala de aula, por exemplo, a linguagem científica deve ser
utilizada, mas a compreensão ficará prejudicada se os alunos não tiverem se
36
apropriado dessa linguagem antes. Neste caso, em que os alunos não compartilham
dos mesmos códigos do professor, a argumentação em forma unilateral (Apenas o
professor) pode perder o sentido.
Santos (2002) defende, de um ponto de vista social, a prática argumentativa como
uma prática que favorece a conquista da autonomia do educando enquanto sujeito
em seu conhecimento, de acordo com o autor a argumentação deve incitar a busca
pelo significado. O autor trata a falta de interesse pela interpretação, pelo significado,
como sendo um grave problema que deve ser combatido. A renúncia à
interpretação, renúncia paradigmaticamente patente no utopismo automático da
tecnologia e também na ideologia e na prática consumista. (Santos, 2002, p.95).
Com isso podemos considerar que a utilização de uma prática argumentativa, como
opção metodológica, pode ser justificada não apenas pela sua aplicação cognitivista
instrumental, mas também por seu caráter inclusivo. Santos (2002) considera
também que há uma monopolização na interpretação do conhecimento, sobretudo o
conhecimento científico. Fato que, de acordo com o autor, deve ser considerado
também como um problema do ponto de vista da democratização do conhecimento.
Ele afirma que devemos almejar o conhecimento emancipatório que, de certa forma,
dialoga com o conceito de Emancipação defendido por Freire, e com o conceito de
alfabetização científica.
37
3 METODOLOGIA
3.1 O ESTUDO
Para a realização da pesquisa foram aplicadas duas sequências didáticas que
envolveram uso de metodologias alternativas para o Ensino de Física. O grupo
observado foi uma turma do primeiro ano do Ensino Médio. Durante parte do ano
letivo de 2012.
Para a coleta de dados foi realizado um levantamento etnográfico do grupo e a
observação participante, de caráter qualitativo.
A observação participante ou ativa consiste na participação real da vida de um
grupo, chegando ao conhecimento da vida deste grupo a partir do interior dele
próprio. Ela pode assumir duas formas distintas, a natural, (adotada nessa
pesquisa), quando o observador pertence ao grupo, e a artificial onde o observador
se integra ao grupo para realizar uma observação. (GIL, 2006).
3.2 LOCAL DA PESQUISA
A pesquisa em questão aconteceu, tendo a devida autorização da direção escolar,
no Instituto Federal Fluminense rua Dr. Siqueira, Pq Dom Bosco - Campos dos
Goytacazes – Rio de Janeiro, Brasil. Em capítulos posteriores será realizada uma
descrição do espaço escolar incluindo aspectos importantes para a melhor
compreensão do contexto no qual se passa a pesquisa.
3.3 SUJEITOS
A classe que participou da aplicação da Sequência Didática é uma turma de primeiro
ano de Ensino Médio Integrado ao Ensino Técnico em Automação Industrial. Essa
sala apresenta um total de 37 alunos.
Em todas as passagens do texto em que se torna necessária a narrativa sobre as
falas dos alunos, foi tomado o cuidado de não revelar a identidade dos alunos
38
envolvidos na pesquisa. Para tanto as falas dos alunos foram identificadas apenas
por números. Toda a pesquisa foi desenvolvida observando as normas sugeridas em
comissões de ética em pesquisa, para resguardar os dados gerados na pesquisa de
forma ética.
Para um melhor conhecimento do público em questão foi aplicado uma breve
questionário para os alunos, na ocasião 32 alunos responderam ao questionário.
1
Os dados abordados nessa caracterização farão menção à esse número de alunos,
visto que não podemos considerar na estatística as opiniões dos que não
responderam ao questionário a princípio.
Durante a aplicação do questionário foi dito aos alunos que não era necessário a
identificação, que não se tratava de nenhuma espécie de teste ou avaliação de
conhecimentos. Foi explicado à turma que era um questionário para um
levantamento de dados e opiniões e que eles deveriam responder às perguntas sem
se preocuparem de estarem certos ou errados. Essa orientação foi dada pelo fato de
haver questões que, aparentemente, aparentam avaliar o conhecimento.
A média de idade dos alunos da turma é de 15 anos aproximadamente e do total de
alunos 18 são do sexo masculino e 14 do sexo feminino, configurando-se uma turma
que não apresenta grande hegemonia de um gênero especificamente, de forma que
o gênero pode ser considerado, em boa medida, uma variável que pouco influencia a
diferença entre os dados. Do total de alunos entrevistados aproximadamente 28%
responderam que estudaram em instituições públicas no Ensino Fundamental, os
outros 72% dos alunos estudaram em instituições particulares.
Quando perguntado a todos os alunos se haviam estudado Física no Ensino
Fundamental, apenas 12% responderam negativamente. O que mostra que, de
alguma forma, a maior parte dos alunos já havia tido contato com a Física como uma
disciplina acadêmica. Os alunos que responderam negativamente de certa forma
também já tiveram contato com a Física, talvez não como um componente curricular
distinto dos outros, mas dentro da disciplina Ciências.
1
Questionário disponível em apêndice.
39
No sexto ano do Ensino Fundamental, por exemplo, um dos componentes
curriculares de Ciência propõe o estudo do sistema solar, planetas e órbitas.
Entretanto quando questionados sobre o estudo de Física os alunos não
conseguiram estabelecer essas relações.
Quando perguntado, aos alunos que disseram ter estudado Física anteriormente, se
haviam estudado sobre Energia apenas 18% responderam que não tinham
estudado. Essa pergunta em especial teve o objetivo de ajudar a identificar os
conhecimentos prévios que os alunos possuíam sobre o tema abordado na
Sequência Didática, pois a partir de então, poderiam ser planejadas as ações da
problematização. E quando perguntados se consideravam que Energia era um tema
importante apenas um aluno assinalou que não era importante, o que indica que o
tema é de alguma forma relevante aos alunos.
O convívio com os alunos, ao longo do tempo, foi revelando características
idiossincráticas da turma. Essas características foram evidenciadas não através de
questionários, mas através da convivência e observação. Quando comparada a
outras turmas com que trabalhei, esta apresenta alunos com um foco maior nos
estudos, o que eu caracterizaria como maior maturidade.
A turma não apresenta linguagem de baixo calão ou inadequada para o ambiente
escolar, a maioria dos alunos é de fácil convivência e interessados no propósito de
estudar, obviamente essa característica em particular ajuda o sucesso da
metodologia em si. Entretanto apresenta algumas características de qualquer outra
turma de Ensino Médio, como muita conversa e barulho nos momentos ociosos.
A estrutura física da sala de aula é adequada para o trabalho docente, a sala
apresenta carteiras para todos os alunos, o tipo de carteira é com braço embutido. A
sala conta com dois ventiladores de teto, duas grandes janelas no fundo da sala, um
quadro branco e uma TV com entrada para conexão com computador. A sala fica no
terceiro andar do bloco D da escola, e possui acessibilidade para cadeirantes,
embora não haja nenhum nesta sala em particular.
40
3.4 COLETA E ANÁLISE DE DADOS
Os instrumentos de coleta de dados envolveram basicamente a observação
participante, relatórios escritos durante, e imediatamente após, a aplicação das
sequências didáticas, aplicação de questionário, leituras de documentos oficiais,
leitura de livros e artigos na área de ensino e registro fotográfico de momentos
durante a aplicação.
3.5 CATEGORIAS DA PESQUISA
Realizar uma categorização de dados pode se resumir em focar a análise em
aspectos específicos que podem estar associados aos aspectos semânticos,
comportamentais sociais e de linguagem. De acordo com Moraes (1999) a
categorização pode ser dada por critérios pré estabelecidos, analogias ou
semelhanças entre os dados. Ainda de acordo com Moraes (1999):
A categorização é, portanto, uma operação de classificação dos elementos
de uma mensagem seguindo determinados critérios. Ela facilita a análise da
informação, mas deve fundamentar-se numa definição precisa do problema,
dos objetivos e dos elementos utilizados na análise de conteúdo.
Ao analisar as falas dos alunos durante a aplicação das sequências didáticas, em
especial na sequência sobre cinemática, a categorização incluiu:




A frequência da ocorrência de expressões 

Repetição de idéias ou modelos entre os alunos 

Núcleo lógico de cada ideia apresentada (comparação com modelos) 

Contexto de sala de aula em que se deu a fala 
De acordo com o objetivo de cada análise algumas categorias foram adicionadas, e
em todas as análises devemos incluir, sobretudo, a característica subjetiva da
análise que está relacionada com aspectos intangíveis enquanto categorização.
41
3.6 LIMITES DA PESQUISA
A pesquisa tem caráter qualitativo e se baseou na análise de metodologias
alternativas que fizeram parte de duas sequências didáticas aplicadas em uma
mesma turma. Não foi objetivo dessa pesquisa realizar comparações do
desempenho da turma, ou a eficiência da metodologia, com outra turma distinta.
3.7 PRODUTO FINAL
A pesquisa tem como um de seus objetivos gerar um produto final, destinado aos
professores que trabalham com a disciplina de Física, trazendo alguns resultados da
pesquisa bem como as metodologias utilizadas no desenvolvimento do projeto.
O produto final é um Guia Didático que compõe a coleção de guias didáticos
produzidos pelo programa EDUCIMAT, com a capa colorida e em formato de livreto,
trazendo as práticas pedagógicas desenvolvidas na pesquisa. Esses guias serão
impressos pela gráfica do IFES, de forma que receberão ISBN e estarão disponíveis
no site do programa EDUCIMAT.
A principal característica do produto final deve ser sua utilidade prática para o
professor, como um material de consulta que disponibilize fontes bibliográficas,
resumos e conceitos que auxiliem o professor de Física a nortear sua práxis de
acordo com as demandas atuais no Ensino de Ciências.
42
4 DESCRIÇÃO DO ESPAÇO ESCOLAR
4.1 DESCRIÇÃO GERAL
A escola que atualmente é o campus Campos – Centro do Instituto Federal
Fluminense iniciou seu funcionamento em 23 de Janeiro de 1910 junto com outras
escolas que eram denominadas, pelo então presidente da república Nilo Peçanha,
como Escolas de Aprendizes e Artífices.
A escola tinha como finalidade oferecer às pessoas menos favorecidas um ofício
para que pudessem exercer uma profissão. Assim que foi inaugurada a escola
oferecia cinco cursos: alfaiataria, marcenaria, tornearia, sapataria e eletricidade.
Pouco mais de uma década mais tarde a escola mudaria sua denominação para
Escola Industrial e Técnica. Vale ressaltar que a escola em questão originalmente
funcionava em um endereço diferente do atual. Atualmente a escola está situada na
rua Dr. Siqueira, Pq Dom Bosco - Campos dos Goytacazes - RJ. Esse é o endereço
desde março de 1968.
A escola apresenta uma infraestrutura de grande porte, na escola existem
aproximadamente 530 servidores, atuando em diversas áreas, e aproximadamente
2
5300 alunos no total. A escola funciona, quase em sua capacidade máxima, em
três turnos e oferece cursos que vão de qualificações de mão de obra de curta
duração até cursos de mestrado. Entretanto o maior número de matrículas está no
Ensino Médio, Médio Integrado ao Técnico e cursos Técnicos concomitantes e
subsequentes.
Como a escola oferece uma grande diversidade de cursos a sua clientela possui
também uma característica heterogênea. Os cursos de Ensino Médio e Médio
Integrado, em geral, apresentam alunos com idade regular e com condições
socioeconômicas de classe média.
Esse perfil pode estar associado ao fato de haver um processo seletivo para
2
De acordo com o site oficial do Instituto, disponível em “Referências”.
43
ingresso e, neste caso, os alunos que estudaram em instituições particulares, em
geral, são mais bem sucedidos em relação aos que estudaram em instituições de
Ensino Médio estaduais.
Os cursos de PROEJA por sua vez possuem um público alvo composto, em grande
parte, por alunos mais velhos que já estão inseridos no mercado de trabalho. Uma
característica marcante se encontra nos cursos superiores que apresentam um
grupo significativo de alunos que são provenientes dos cursos de nível médio da
própria escola.
No que diz respeito ao modelo de gestão escolar, a escola segue a estrutura dos
demais Institutos Federais, por apresentar um grande espaço físico, diversos cursos
diferentes, muitos alunos e muitos servidores, a escola possui uma cadeia
hierárquica extensa que vai do Reitor até os coordenadores de áreas dos cursos.
Dentro dessa organização um professor do Ensino Médio responde à coordenadoria
de Ensino Médio e Médio Integrado. Essa coordenação é a responsável por revisar
as ementas dos cursos de nível médio e ajustar o Projeto Político Pedagógico (PPP)
a cada ciclo letivo.
A escola possui seu próprio PPP, entretanto o documento geralmente não é
apresentado aos professores que ingressam na Instituição, e não existe um espaço
para o estudo desse documento. A orientação pedagógica é fornecida em reuniões
com a coordenação semanalmente, ocasião em que são dadas informações
burocráticas e administrativas da instituição, tais como atualização de calendário e
prazos para entrega de notas.
44
5 DESCRIÇÃO DAS SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS (ENERGIA & CINEMÁTICA)
5.1 CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE AS SEQUÊNCIAS DIDÁTICAS
Durante a aplicação das sequências didáticas, e mesmo antes disso, a práxis de
Ensino têm sido pensada em longo prazo, planejada em etapas previamente
estabelecidas. A elaboração de todos os planos de aula aconteceu no tempo do
planejamento e preferencialmente em casa. Particularmente antes da execução
dessas SD‟s, em particular, houve uma preparação e reflexão sobre quais atividades
deveriam ser mais adequadas.
As concepções de Ensino que orientaram o planejamento e a execução das SD‟s
foram aparecendo a partir da necessidade de incluir os alunos que apresentam
dificuldade na matéria e dificilmente participariam de uma aula tradicional. A
pedagogia do oprimido (Freire, 1988), a pedagogia da autonomia (FREIRE, 1996), o
sócio-interacionismo de Vygotsky são alguns dos princípios que justificam a escolha
da metodologia.
Em sua tese, “A função do problema no processo ensino-aprendizagem de Ciências:
Contribuições de Freire e Vygotsky”, Gehlen (2009) faz considerações sobre as
possíveis aproximações entre as teorias cognitivistas de Vygotsky e as
considerações sociais de Freire. Um ponto de convergência entre as contribuições
desses autores está na problematização dos temas a serem estudados.
Em relação ao suporte Institucional o professor recebe as oportunidades que, em
linhas gerais, são necessárias para a realização do trabalho docente. Semanalmente
são realizadas reuniões com as coordenações dos cursos, o professor tem acesso
livre à uma biblioteca bem equipada. Na escola em questão o professor tem à sua
disposição um computador exclusivo para uso em atividades didáticas como
planejamento de aulas, elaboração de notas e utilização em sala de aula. Além
disso, os profissionais têm o apoio da instituição para a participação em eventos
acadêmicos como congressos por exemplo. Fato que contribuiu para a elaboração e
aplicação das SD‟s.
45
Particularmente em relação à turma observada o relacionamento do professor com a
turma é leve, com poucos e isolados casos de indisciplina. Em grande parte do
tempo os alunos conseguem manter a atenção tanto nas atividades quanto nos
momentos de aula expositiva do professor. Durante a aplicação das SD‟s, em
especial, houve um grande esforço do professor para que os momentos de aula
fossem agradáveis.
O processo de aplicação de metodologia foi paralelamente acompanhado pelo
registro escrito das manifestações dos alunos durante as aulas. Essas anotações,
realizadas em um caderno, tiveram o objetivo de registrar para análise futura a
evolução da metodologia e suas influências sobre os alunos.
Baseado nessas informações pode-se perceber que houve alto índice de
participação por parte dos alunos, uma vez que em diversas circunstâncias surgiram
perguntas e exposições de pensamentos por parte dos alunos. Como um dos
objetivos propostos pela abordagem era propiciar maior liberdade para que os
alunos expressassem suas ideias e modelos, referentes ao assunto (Energia ou
Cinemática) ou não, pode-se concluir que houve êxito nesse aspecto.
Inicialmente durante o levantamento etnográfico inicial a reação dos alunos foi
claramente de estranhamento porque, mesmo explicando o propósito do
questionário, ainda lhes parecia diferente responder a um questionário que não
tivesse questões com o objetivo de avaliar, dar uma nota.
Essa conclusão se justifica pela observação dos alunos realizada na ocasião, nesta
oportunidade foi observado que alguns alunos trocavam olhares de desconfiança,
outros buscavam opiniões de colegas para elaborar suas próprias respostas, talvez
em busca de uma resposta “certa”. Observou-se que o estigma do “certo” ou
“errado”, incentivado principalmente pelo modelo escolar, atrapalhava alguns alunos
de confiarem em seus próprios conhecimentos e opinar sobre um assunto.
Posteriormente nas etapas de problematização e organização do conhecimento os
alunos tiveram um comportamento mais natural, principalmente durante a
problematização. Durante a organização do conhecimento, por apresentar
46
momentos de aulas expositivas, não houve indícios de grandes surpresas por partes
dos alunos em relação à metodologia, possivelmente porque as aulas expositivas
representam para eles um lugar comum.
Uma observação relevante que pode ser mencionada é em relação às dificuldades
dos alunos durante o processo de aprendizagem. Em aulas expositivas habituais é
relativamente comum que o professor, após a explicação de um novo conteúdo, se
volte para a turma e faça a pergunta: “alguma pergunta?” ou ainda “alguém não
entendeu?”.
Obviamente qualquer pergunta dessa natureza tende a desencadear várias reações
imediatas. Um aluno que não possui pudor em expor aos colegas suas dúvidas
provavelmente aproveitaria o momento para tirar sua dúvida. Outro aluno que
possuir alguma dificuldade de compreensão poderá evitar perguntar por vergonha
de expor sua dúvida por diversos motivos.
Ao perguntar se alguém não entendeu o professor automaticamente cria dois grupos
distintos: os que entenderam e os que não entenderam. Se o conteúdo é
compreendido por grande parte dos alunos de imediato então, de forma automática,
os que estiverem no grupo da não compreensão são a minoria “incapacitada” da
turma, configurando-se aí uma situação de exclusão.
Desta forma evitou-se a todo o momento fazer questionamento que coloquem os
alunos nesse tipo de situação, e uma observação interessante foi que, ao assumir
essa postura, percebeu-se um alto índice de perguntas por parte dos alunos que
possivelmente não teriam sido feitas sob outra circunstância, possivelmente outros
fatores como o contexto e a abordagem fizeram diferença nesse aspecto.
Um traço de comportamento frequentemente observado durante as aulas foi a
cooperação. Em várias atividades foi orientado que os alunos trabalhassem em
grupos, com aparente liberdade na escolha dos integrantes. Um aspecto que foi
observado durante esses momentos foi a participação efetiva dos componentes dos
grupos. Uma situação indesejada durante um trabalho em grupo é quando um ou
dois alunos, que por terem mais facilidade, se encarregam de todo o trabalho
47
enquanto os outros apenas observam ou fazem tarefas triviais como “passar a
limpo”.
Para ajudar a evitar essa situação os alunos foram orientados a cooperar uns com
os outros, e que os alunos que tivessem maior entendimento do assunto pudessem
ajudar os colegas. Vale ressaltar que esse tipo de orientação deve ficar implícita de
forma que a ênfase se encontre na cooperação e não na hierarquização entre alunos
por meio de seus conhecimentos.
5.1.1 Planejamento das Aulas
Para a preparação das aulas que compõem a sequência didática foi utilizado o
referencial Demétrio & Delizoicov (1990) para a estruturação das ações na
sequência didática, Problematização, Organização do Conhecimento e Avaliação.
3
Os vídeos utilizados foram selecionados na internet , os materiais utilizados durante
a construção das maquetes foram conseguidos pelos próprios alunos, em geral
material de baixo custo e fácil obtenção.
Durante a elaboração das aulas existiram algumas preocupações centrais,
primeiramente em relação à viabilidade das metodologias quanto à sua aplicação. A
metodologia foi planejada para que pudesse ser aplicada em situações comuns de
sala de aula, sem que seja necessária nenhuma condição especial como presença
de recursos que nem sempre estão disponíveis em qualquer escola.
Durante a aplicação da sequência didática, em cada momento pedagógico diferente,
tiveram que acontecer alguns ajustes no planejamento. Durante a problematização
foram incluídos mais vídeos motivadores que despertassem a atenção dos alunos
para o tema em questão, alguns vídeos sobre energias alternativas foram
adicionados à lista inicial. Essa mudança foi necessária para que os alunos tivessem
mais oportunidades de relacionar os seus conhecimentos prévios com os temas
abordados em cada situação diferente.
3
http://www.youtube.com
48
Durante a organização do conhecimento a grande dificuldade encontrada foi a de
conseguir fazer com que os alunos conseguissem perceber as ligações entre os
temas da problematização e os conteúdos de sala de aula. Uma estratégia para
favorecer essa conexão foi utilizar como ponto de partida para introduzir um conceito
novo, situações descritas nos vídeos utilizados anteriormente. Por exemplo, como foi
exibido um vídeo sobre o funcionamento de uma hidroelétrica, essa foi a situação
utilizada como pano de fundo para exemplificar o conceito de Energia Potencial
Gravitacional, e posteriormente, o mesmo exemplo serviu para ilustrar as
transformações de Energia Potencial em Cinética.
As pequenas mudanças que se seguiram durante a aplicação da sequência foram
sempre produto de uma reflexão sobre a prática em sala. Partindo de um
pressuposto que a sequência didática deve ser um norteador da prática, mas que se
submete ao feedback de sala de aula. Dessa forma configurando-se uma práxis
pedagógica em que o planejamento influencia e é influenciado pela prática.
5.2 SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE ENERGIA
A sequência didática descrita foi aplicada no período de 16/04/2012 ao dia
12/06/2012. Ela compreendeu os seguintes conteúdos, em sua ordem cronológica:









Energias Alternativas, produção e aplicações. 
Energia Mecânica (Cinética e Potencial (Gravitacional e Elástica)); 
Transformação de energia; 
Teorema da Conservação de Energia Mecânica; 
Teorema trabalho-Energia. 
A sequência possuía como objetivos promover a apropriação dos conteúdos
envolvidos por parte dos alunos. Como objetivo complementar a sequência deveria
despertar o interesse dos alunos para o tema principal “Energia” e tornar o processo
de aprendizagem participativo e democrático.
A classe escolhida foi uma turma de primeiro ano de Ensino Médio Integrado ao
49
Ensino Profissional em Automação Industrial. A escolha dessa turma se deu por
alguns fatores 1º: A turma é bastante heterogênea no que diz respeito à classe
social, etnia e gênero. Podemos assumir que essa característica é favorável para a
pesquisa uma vez que, se constatarmos padrões de aprendizados semelhantes em
um grupo tão diversificado poderemos deduzir que a metodologia foi mais efetiva, ao
passo que, em um grupo mais homogêneo, seria supostamente mais fácil obter essa
regularidade no aprendizado.
2º Se trata de uma turma de primeiro ano do Ensino Médio. Esse fator se torna
favorável uma vez que esse é o primeiro momento em que Física, para a maioria
dos alunos, é tratada como uma disciplina separada, pois até então, no Ensino
Fundamental, a Física é ensinada junto com a disciplina Ciências. Dessa forma
pode-se observar quais são as perspectivas dos alunos em relação à Física como
uma disciplina, e quais as representações que eles possuem da Física.
3º Para fins práticos o professor da turma, que é também o pesquisador,
disponibilizando uma carga horária adequada para a aplicação da metodologia de
forma adequada e bem planejada.
5.3 SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE CINEMÁTICA
A sequência didática sobre Cinemática foi aplicada em seis
compreendendo os seguintes conteúdos, em sua ordem cronológica:







semanas
Conceitos iniciais de cinemática (Como repouso, deslocamento etc.) 
Velocidade Média (MRU) 
Aceleração e MRUV 
Gráficos dos movimentos 
Assim como a sequência didática sobre energia, esta sequência possuía como
principal objetivo a apropriação dos conteúdos e conceitos envolvidos no tema
proposto. A proposta foi adotar uma metodologia que favorecesse uma perspectiva
autônoma do aprendizado.
50
As atividades foram organizadas pensando-se na participação ativa dos alunos na
maior parte dos momentos. A construção do dicionário de Cinemática, por exemplo,
se deu através das falas dos alunos intermediadas pelo professor, que atuou como
um moderador da atividade garantindo o caráter científico dos conceitos construídos
em sala.
Tendo em vista essa perspectiva podemos considerar que essa tática se resumiu
em uma negociação de significados, mediada pelo professor, com a finalidade de
aproximar os conceitos de senso comum, já trazidos pelos alunos, dos conceitos
compatíveis com os estudados na Física.
Outra atividade dessa sequência se configurou como a resolução de um problema
prático, por meio de uma experimentação aberta, sem roteiro, desenvolvida em sala
pelos alunos e supervisionada pelo professor.
51
6 DESENVOLVIMENTO DA SEQUÊNCIA SOBRE ENERGIA
6.1 RELATO GERAL
A Tabela 1 resume algumas ações que constituíram a Sequência Didática sobre
Energia e os momentos pedagógicos correspondentes.
Tabela 1 – Atividades da Sequência Didática sobre Energia
Semanas
Momento Pedagógico
1ª e 2ª
P
Atividades Realizadas
Apresentação da Proposta da SD
Apresentação de vídeos sobre Energia Alternativa
3ª a 5ª
O
Aulas expositivas sobre os temas
Atividade com caixas de fósforos
6ª a 8ª
A
Apresentação de maquetes em grupos
Avaliação individual
Resolução de problemas conceituais
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
Em várias aulas durante a aplicação da sequência houve momentos em que se
percebeu grande envolvimento da turma em geral, entretanto a aula que mais se
destacou em relação à participação dos alunos foram as duas aulas de
apresentação das maquetes.
Na primeira aula de apresentação os alunos estavam apreensivos para a
apresentação de seus trabalhos, entretanto os alunos foram orientados a ficarem
tranquilos em relação à apresentação explicando que o mais importante era a
participação e cooperação, de forma que eles pudessem se expressar de forma mais
natural. O primeiro grupo apresentou uma réplica, em escala reduzida, de um rotor
utilizado nas turbinas que transformam a Energia Cinética em quedas d água em
Energia Elétrica.
O grupo construiu o próprio motor com fios de cobre, alguns pedaços de cobre e
ferro que foram usados como suportes e duas pilhas AA. A apresentação foi
acompanhada de um seminário sobre a Energia Elétrica produzida em hidroelétricas,
os aspectos físicos da transformação bem como as vantagens e desvantagens
52
econômicas e ambientais desse tipo de geração de Energia. A apresentação do
grupo foi a mais longa, teve duração de 22 minutos.
Foi uma recomendação inicial que cada grupo fizesse uma reflexão sobre os
aspectos sociais envolvidos em cada forma de obtenção de Energia, de forma a
incentivar nos alunos o senso de criticidade em relação ao conteúdo estudado.
Uma característica forte durante essas duas aulas de apresentação foi a forma com
que os alunos se interessavam nas apresentações dos colegas. Em geral não é
tarefa simples conseguir que os alunos prestem atenção nas apresentações feitas
pelos colegas, entretanto nessas aulas isso aconteceu de forma natural. O que
podemos avaliar como um ponto positivo da metodologia adotada.
O segundo grupo foi o que demonstrou o melhor resultado no que diz respeito à
aprendizagem do conteúdo e consciência crítica. O grupo abordou o tema de
Energia Eólica, construiu uma maquete replicando uma rua com casas, postes de
iluminação pública, carros e outros detalhes que foram adicionados com muito
cuidado à réplica. Os postes de iluminação possuíam lâmpadas de Led que eram
alimentadas por um gerador Eólico improvisado. A Figura 2 mostra a maquete do
grupo.
Figura 2 – Maquete sobre conversão de Energia eólica em Elétrica
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
53
Dois coolers, utilizados em processadores de computador, foram ligados em série
para que, quando suas hélices fossem colocadas em movimento, eles pudessem
gerar energia elétrica para as lâmpadas. Um secador de cabelo era o equipamento
responsável por simular o vento nas pás das hélices dos coolers Figura 3.
Figura 3 – Exemplo de cooler utilizado
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
O mais surpreendente na apresentação desse grupo, no entanto, não foi a
engenhosidade da maquete, mas a forma com que o tema da Energia Eólica foi
abordado. O grupo fez uma discussão sobre a importância de explorar outras fontes
de Energia, tanto ecologicamente quanto economicamente.
Durante o seminário o grupo mencionou ainda problemas sociais que possuem
relação direta e indireta com problemas na produção de Energia, que acarretam
custos mais altos e ressaltou ainda que ainda há regiões no mundo em que a
Energia elétrica é escassa.
A apresentação dos outros grupos, e principalmente desse segundo grupo citado,
deixou claro que os alunos tiveram que fazer pesquisas extra classe para darem
conta de executarem as tarefas do trabalho. Para a montagem do equipamento do
segundo grupo, eles tiveram que pesquisar assuntos que não haviam sido
explorados até então em sala, como circuitos elétricos (para montagem dos coolers,
bateria e lâmpadas).
54
Durante essa aula apenas mais um grupo se apresentou, e os demais grupos se
apresentaram na aula seguinte. Mas o que chamou atenção nessas duas aulas foi a
autonomia mostrada pelos alunos durante a apresentação, ficou claro que quando
os alunos conseguem se identificar de alguma forma com o conteúdo o aprendizado
se torna mais significativo e fácil para eles, e o trabalho pedagógico também muda, o
professor deixa de ser o ditador da verdade para o orientador do aprendizado,
indicando a direção e permitindo que os alunos busquem o conhecimento por si
próprios.
Esses dois momentos deixaram claro que o planejamento permitiu que a aula
ocorresse da forma esperada trazendo os resultados esperados. Despertar a
motivação dos alunos, promover um aprendizado prático e útil e constatar a
cooperação entre os alunos realmente é uma experiência que vale a pena o esforço,
a preparação e o planejamento de uma atividade metodológica diversificada.
Outro aspecto interessante nos momentos de apresentação foi perceber que os
alunos se sentiam seguros para fazer perguntas aos colegas durante as
apresentações. Quando há uma apresentação em grupo e os alunos que estão
apresentando demonstram insegurança sobre o assunto é raro acontecer perguntas
direcionadas aos grupos, em geral quando há dúvida ou a pergunta não é feita ou é
direcionada ao professor.
A observação citada é uma observação prática, não sendo um assunto que fez parte
de pesquisas. Entretanto durante a apresentação dos grupos ficou claro que os
alunos perguntavam diretamente aos grupos que estavam apresentando, uma vez
que o professor se absteve de responder às perguntas, mesmo em momentos em
que o grupo não se mostrava tão seguro da resposta.
Baseado em todas as observações, anotações e principalmente nas falas dos alunos
pode-se concluir que esse momento (que estava dentro do momento avaliação da
sequência didática) teve seu objetivo alcançado com êxito, mostrando que a
metodologia surtiu o efeito esperado na aprendizagem.
55
6.2 A DINÂMICA DAS CAIXAS DE FÓSFOROS
Em uma das aulas da sequência didática sobre energia foi desenvolvida uma
atividade sobre transformação e conservação de Energia Mecânica, a atividade das
caixas de fósforos.
A dinâmica das caixas de fósforos consiste em utilizar as próprias caixas de fósforos
como quantidades, como em um gráfico de barras, para visualizar em cada instante
de um movimento como se distribui a Energia Mecânica.
Por exemplo, na Figura 4 está representada uma situação em que um objeto pontual
de massa m parte, a partir do repouso, de uma altura h e desce por uma rampa até
atingir a parte mais baixa, sem atrito. No início do percurso, quando está na
eminência do movimento, consideraremos como situação inicial. Quando o objeto
atingir metade da rampa h/2 chamaremos de situação intermediária, e quando ele
atingir a parte mais baixa da rampa chamaremos de situação final.
Figura 4 – Exemplo conceitual de energia mecânica
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
Considerando que não há perdas significativas de Energia Mecânica, podemos dizer
56
que a quantidade total de energia (EM) se mantém constante durante o trajeto.
Entretanto para momentos diferentes do movimento temos essa energia distribuida
de forma diferente, como uma soma de cinética e potencial, de forma que;
EM = EC + EP
Para ilustrar essa distribuição ao longo dos diferentes momentos do movimento
utilizamos as caixas de fósforo. Se considerarmos, por exemplo, que a quantidade
total de energia nesse sistema equivale a seis caixas de fósforos, podemos ilustrar
essas situações conforme a Figura 5.
Figura 5 – Exemplo de uma resolução de problemas com a utilização das caixas de fósforos
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
A folha de papel está dividida nas três situações, inicial, intermediária e final, de
modo que em cada uma das situações existem dois espaços: Energia Potencial
Gravitacional (EPG) e Energia Cinética (EC).
Na situação inicial, todas as seis caixas estão colocadas no espaço EPG, na situação
intermediária metade está no espaço EPG e a outra metade no EC, e na situação final
todas as seis caixas estão colocadas na posição EC. Dessa forma podemos visualizar a
Energia Mecânica sob diversas possibilidades apenas movimentando as
57
caixas de acordo com o instante analisado do movimento.
6.3 A APLICAÇÃO
Para a aplicação da metodologia foi necessário dividir a turma em grupos de até
cinco alunos, cada grupo recebeu seis caixas de fósforos e folhas A4 para
resolverem os problemas propostos utilizando as caixas.
Após a distribuição dos materiais e dos grupos era colocada no quadro uma situação
problema, o grupo tinha um tempo para discutir como a energia se distribuía nos
momentos diferentes de cada situação proposta. Nas duas primeiras situações
houve certa dificuldade por parte de alguns grupos para compreender como
funcionava a metodologia, mas a partir da terceira situação as discussões nos
grupos funcionavam de forma mais fluente.
Um comportamento muito comum no dia-a-dia de sala de aula quando formamos
grupos, é o domínio de um ou de mais de um integrante que possui mais facilidade
de aprendizado e, em geral, esse indivíduo tende a realizar as tarefas enquanto os
que têm mais dificuldade apenas observam. Mas como, nessa dinâmica em
especial, não havia nenhum tipo de repreensão quanto ao certo ou errado foi
observado que houve grande participação em todos os grupos. Esse foi um dos
fatores positivos na utilização de problemas conceituais.
A idéia central da metodologia era fornecer ao aluno um momento de liberdade para
expressar suas idéias, e permitir que, a partir dos seus erros, os alunos pudessem
aproximar suas inferências aos conceitos trabalhados em sala. Podemos considerar
que o aspecto sócio-interacionista tem uma grande influência nessa metodologia,
pois é através do diálogo entre os alunos do grupo que o conhecimento individual é
colocado em xeque.
A interação entre os alunos aconteceu de forma natural, possivelmente porque
possuem muitas semelhanças de linguagem. Sem que fosse pedido aos alunos,
durante a aplicação, eles iniciaram novas atividades utilizando o seguinte método:
uma parte do grupo propunha uma situação problema enquanto outra parte
58
procurava solucionar a situação usando as caixas de fósforos.
Essa atitude demonstra que além de compreender satisfatoriamente o método, os
alunos foram capazes de pensar em outras formas para sua utilização. A Figura 6
mostra os alunos no momento da aplicação da metodologia:
Figura 6 – Grupo de alunos discutindo uma situação problema usando as caixas de fósforos.
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
Nessa dinâmica de interação podemos identificar os processos de construção de
conceitos sendo desenvolvidos;
Quando se examina o processo de formação de conceitos em toda a sua
complexidade, este surge como um movimento do pensamento dentro da
pirâmide de conceitos, constantemente oscilando entre duas direções, do
particular para o geral e do geral para o particular (VYGOTSKY, 1998, p.
101).
Esse desenvolvimento conceitual ocorre simultaneamente com um desenvolvimento
na linguagem utilizada pelos alunos. Nesse período do desenvolvimento é comum a
utilização de artifícios como exemplos ou metáforas para a explicação de uma
expressão, por exemplo:
[...] quando se pede a um adolescente para definir uma determinada palavra
59
e ele recorre a uma situação concreta para explicá-lo. Este fato comprova
que a evolução dos conceitos segue um caminho diferente das experiências
concretas e que antes de definir um conceito utilizando apenas palavras, o
adolescente as relaciona com a realidade. (VIEIRA, R. e GHEDIN, E. 2012)
Se partirmos desse olhar para a linguagem, percebemos que faz sentido que os
alunos se sintam mais à vontade para interagir e trocar conhecimentos com seus
colegas de classe, nesse ponto o professor deve agir como intermediário do diálogo
entre aluno-aluno para inserir ao conhecimento que está sendo construído o caráter
científico.
Em vários momentos durante a aplicação pode-se observar como o diálogo entre os
alunos pode ser um grande criador de obstáculos epistemológicos, essa curiosidade
epistemológica que é a grande mola propulsora para o conhecimento científico
(Freire, 1996). A Figura 7 ilustra uma situação em que uma aluna pede ajuda à outra
do seu grupo para identificar a distribuição de Energia de um problema conceitual:
Figura 7 – Uma aluna explica à outra um problema utilizando a metodologia das caixas de fósforos
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
Nesta situação descrita pela Figura 7 podemos perceber que além de compreender
a teoria sobre o assunto Energia, a aluna também é capaz de aplicar uma
metodologia nova para ensinar uma outra pessoa, de certa forma, esse se mostra
um conhecimento concreto, útil. Para a construção de um conceito é necessário ir
além de uma definição. Tendo em vista essa característica se torna de extrema
relevância proporcionar meios alternativos para que o aluno estabeleça inferências
entre a teoria e situações práticas.
60
6.4 AVALIAÇÃO
Como citado anteriormente, a avaliação dos alunos, da sequência didática e das
metodologias aplicadas, ocorreu durante todo o desenvolvimento da pesquisa.
A avaliação conceitual dos alunos ocorreu em diversos momentos, e de formas
distintas, através de questionários, depoimentos, avaliações escritas, apresentação
dos trabalhos e observação. Os momentos que mais se caracterizaram como
avaliativos foram durante as apresentações das maquetes e seminários e durante as
avaliações escritas (avaliação individual e lista de exercícios). O desempenho dos
alunos nessas avaliações foi acima da média, tanto quantitativamente, quanto
qualitativamente.
Em relação à opinião dos alunos sobre as estratégias de ensino adotadas foi
utilizado um questionário (Questionário II - Apêndice) e a observação. Não era
preciso identificação no questionário, de forma que os alunos poderia se manifestar
sem que fossem identificados caso desejassem, embora alguns alunos fizeram
questão de se identificar.
Quando perguntados se gostaram da forma de trabalhar os conteúdos (pergunta 3) e
se gostariam que os outros conteúdos tivessem momentos semelhantes aos
presentes nessa Sequência Didática (pergunta 4) os alunos foram unânimes em
afirmar que sim.
Quando perguntados sobre quais foram as maiores dificuldades apresentadas nos
momentos da montagem das maquetes e das apresentações (pergunta 2) as
respostas foram variadas mas, em geral, a obtenção de informação sobre o assunto
não era uma delas. Alguns alunos citaram a construção das maquetes como uma
dificuldade maior, enquanto outros consideraram o momento da apresentação,
perante a turma, como sendo a parte mais complicada.
Destoando da maioria das respostas, cinco alunos responderam de forma similar,
afirmando que a maior dificuldade, ao invés da execução ou apresentação do
trabalho, foi, na verdade, decidir qual seria a forma da maquete, e qual tipo de
61
energia utilizar. Segue uma resposta da pergunta 2 de um dos alunos:
“Foi difícil saber o que tinha que fazer na maquete, já que não tinha um modelo do
que era pra fazer agente teve inventar que ia construir” (Resposta 2 – Aluna 1)
Analisando a resposta desse aluno podemos inferir que, por não ter recebido um
comando específico, teve que decidir por si próprio o que gostaria de fazer.
Aparentemente o exercício da autonomia pode não ser muito comum para esse, e os
outros alunos que colocaram respostas semelhantes. Uma expressão interessante
que aparece nessa resposta é “inventar”, na verdade os alunos tiveram que
“pesquisar” para saber o que iriam fazer, muitos deles disseram que viram vídeos
para obter idéias do que fazer, outros olharam no próprio livro didático (que
apresenta uma parte destinada à experimentação).
A aplicação da metodologia das caixas de fósforos, juntamente com as outras ações
da Sequência Didática, proporcionou um aprendizado conceitual acima da média,
fato que foi verificado com a resolução dos problemas conceituais e lista de
exercícios. Ainda em relação à metodologia, podemos pontuar outros aspectos
positivos interessantes, as principais vantagens são:







Fácil obtenção das caixas e baixo custo total 
Fácil aplicação da metodologia 
Promove trabalho em grupo em sala 
Facilita a verificação de aprendizagem dos conceitos 
62
7 DESENVOLVIMENTO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA SOBRE CINEMÁTICA
7.1 RELATO GERAL
Outra parte da pesquisa envolveu a aplicação de uma sequência didática sobre
cinemática. Assim como a sequência didática sobre Energia, essa também foi
dividida em momentos distintos.
A Tabela 2 resume as atividades da Sequência Didática sobre cinemática, bem
como os momentos pedagógicos correspondentes:
Tabela 2 – Atividades da Sequência Didática de cinemática
Semanas
1ª e 2ª
Momentos Pedagógicos
P
Atividades Realizadas
Apresentação da Proposta da SD
Brainstorm sobre cinemática
Elaboração de dicionário da cinemática
3ª e 4ª
O
Elaboração de dicionário da cinemática (continuação)
Aulas expositivas sobre cinemática
Experimento da arruela
5ª e 6ª
A
Atividade em grupo (produção de relatório)
Avaliação individual
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
7.2 PROBLEMATIZAÇÃO
O momento inicial da sequência didática deve proporcionar ao aluno um vínculo
entre seu conhecimento prévio e o conhecimento científico que desejamos trabalhar
em sala.
Na primeira aula, antes de começar a definir os conceitos, começo perguntando
sobre quais são as situações que vêem em mente quando se trata de cinemática.
Uma espécie de brainstorm para forçar que os alunos estabeleçam uma possível
relação entre situações que eles vivenciam cotidianamente e a cinemática.
De acordo com Gehlen (2009) essa etapa “[...] problematiza-se o conceito
63
espontâneo do estudante mediante a introdução do conceito científico para abordar
um problema que está vinculado a uma situação real do contexto do estudante [...]”.
A partir dessa fase o educando consegue relacionar o conteúdo a ser estudado com
alguma situação, ou contexto do seu cotidiano.
Uma grande dificuldade encontrada no Ensino de Ciências, e de Física em
particular, se encontra na diferença entre a linguagem cotidiana e a linguagem
científica, para (CHASSOT, 2002, p.93) a ciência em si pode ser considerada uma
linguagem. Muitas expressões utilizadas na cinemática não são do uso comum dos
alunos, e outras são usadas com sentidos diferentes. Por exemplo, a expressão
“escalar” que no cotidiano é utilizada exclusivamente como um verbo, na cinemática
é utilizada como um adjetivo para classificar uma dada grandeza, enquanto escalar
ou vetorial.
Tendo esse problema sido considerado uma das ações da problematização foi
construir um dicionário com as principais expressões utilizadas na cinemática. O
dicionário não foi apresentado diretamente aos alunos. Durante a primeira aula cada
palavra foi colocada no quadro e os alunos foram explicitando suas opiniões sobre
cada item. Para chegar a uma conclusão sobre o conceito foi utilizado o padrão IRF
(Interrogação – Resposta - Feedback) (Mortimer e Machado, 1997). O dicionário
está disponível em “Apêndices”.
Com o intuito de analisar a construção argumentativa dos alunos, o padrão IRF foi
aplicado de forma que os alunos fossem expondo suas idéias até serem conduzidos
a um conceito mais preciso em relação aos que eles já possuíam como senso
comum.
Após discutir o conceito de referencial foi perguntado aos alunos qual seria a melhor
definição para o “Repouso”. A ordem dos eventos é expressa pelos turnos abaixo.
Nas falas o professor aparece com a letra P enquanto que os alunos são
enumerados pela ordem de suas falas;
1. P: “Então... como vocês definiriam repouso... o que é um corpo estar em repouso
para vocês?”
64
2. Aluno 1: “É não ter movimento ué...”
3. Aluno 2: “Estar parado...”
4. Aluno 3: “Em relação a um referencial... tem que ter um referencial...”
5. Aluno 2: “É... parado em relação a um referencial...”
Nesse trecho há um momento de silêncio, aparentemente à espera que o professor
responda se as respostas estão certas ou erradas.
6. P: “E aí gente?... E então?...”
7. Aluno 4: “Tem haver com ficar na mesma distância... da referência...”
8. P: “Será?...” [fala em tom de desafio]
9. Aluna 5: “Acho que não tem haver não...”
10. Aluno 4: “Tem sim...[ênfase na afirmação]... se a distância não mudar então é
porque tá parado... repouso... né fessor...?”
No turno 10 podemos perceber que, de acordo com a estrutura argumentativa de
Toulmin (2001), o aluno 4 constrói um argumento mais elaborado com mais
elementos em seu discurso argumentativo. De acordo com a construção
argumentativa transcrita acima podemos dizer o aluno usa como garantia de
inferência (G) a permanência da distância, isso fica claro no trecho: “...se a distância
não mudar então...”
Com isso ele considera implicitamente a grandeza “variação da distância” é o seu
apoio (A) e conclui que há o repouso (C). Entretanto não podemos identificar mais
elementos em sua construção argumentativa, por exemplo, a refutação (R).
Entretanto os elementos encontrados são suficientes para a construção de um
argumento satisfatório.
Entretanto, nesse ponto, os conceitos elaborados coletivamente através dos
processos argumentativos dos alunos são submetidos a uma situação de teste (uma
crise). Um dos alunos elabora um conceito de repouso no qual, se não há mudança
entre a distância entre o referencial e o objeto não há movimento. Esse conceito
esteve muito próximo do conceito final, entretanto como os alunos não conseguiam
enxergar a falha nesse modelo o professor fez uma intervenção com uma pergunta.
65
11. P: “Então se a distância entre o referencial e o objeto não mudar então o objeto
estará em repouso? É isso?... [um grupo de alunos responde que sim]. Então se um
objeto se mover em um círculo, e o referencial for o centro do círculo a distância
muda?... Significa que ele está em repouso?...”
Nesse
ponto
alguns
alunos
perceberam
imediatamente
que
havia
uma
inconsistência naquele conceito de repouso, havia um caso que não era compatível
com aquele modelo, o caso do movimento circular. Ao perceber essa inconsistência
os alunos que concordavam com esse modelo experimentaram um obstáculo
epistemológico (BACHELARD, 2007), a partir desse momento houve uma intenção
de reestruturação dos argumentos.
12. Aluno 2: “Então é estar parado... sem velocidade...”
13. Aluno 1: “É isso aí mesmo fessor... velocidade zero”
14. Aluno 4: “É quando a posição não muda... a posição, tipo, fica a mesma, em
relação ao referencial...”
15. P: “Ah... e agora será que é isso mesmo?... pensa no caso do movimento
circular?... dá certo essa ideia?...”
16. Aluna 5: “Aí sim fessor, agora se ficar na mesma posição é porque tá parado...
como se ficasse num lugar só... aí tá em repouso...”
17. P: “Então chegamos numa definição melhor né?... um corpo está em repouso em
relação a um referencial se a sua posição não muda em relação àquele referencial...
tá aí ó... vamos anotar esse então...”
Dessa forma conclusão sobre o conceito de repouso se tornou mais completa do
que o conceito que os alunos elaboraram no turno 10, pelo fato de que a grandeza
“distância” foi corretamente substituída pela grandeza “posição”. Outro conceito que
causa distorções na compreensão, que é a diferenciação entre intervalo de tempo Δt
e instante t, foi discutido de forma semelhante em sala.
Se o conceito tivesse sido estabelecido pelo professor, a priori, a sutileza da
diferença entre as expressões “distância” e “posição” possivelmente não teria sido
percebida pelos alunos, de forma que, em problemas futuros, essa confusão
semiótica poderia causar problemas na aprendizagem de outros conceitos.
66
7.3 ORGANIZAÇÃO DO CONHECIMENTO
Nesse momento específico almejamos fornecer subsídios suficientes para que o
aluno alcance a compreensão conceitual. De acordo com Gehlen (2009) num
estágio final do processo de construção conceitual, o aluno deve começar a associar
elementos científicos às explicações dos fenômenos envolvidos nas situações
problemas estudadas.
A construção do dicionário de cinemática, que havia começado durante a
problematização, continuou na organização do conhecimento, na medida em que
uma expressão gerava algum tipo de dúvida ela era inserida no dicionário.
Nesse Momento Pedagógico aconteceram aulas expositivas sobre cinemática,
principalmente sobre gráficos dos movimentos e resolução de problemas com os
alunos. Entende-se que é necessário o momento de uma organização mais formal
do conhecimento, para tanto foram necessárias as aulas expositivas para trabalhar
com exercícios e representações gráficas comumente adotadas na Física.
7.3.1 A experiência da arruela
Uma das ações desenvolvidas nesse momento foi a realização de um experimento
em sala: Experimento MRU – “O parafuso e a arruela – queda livre ou movimento
uniforme?”
A intenção durante esse momento de experimentação não era realizar uma
experiência de caráter de mera verificação, ou seja, uma repetição de ações
previamente estabelecidas com a finalidade de chegar a uma conclusão
previamente conhecida.
Foi proposto aos alunos uma situação problema para que, a partir da discussão em
conjunto, encontrássemos as respostas para o problema, caracterizando assim esse
experimento como um experimento que incentiva a investigação.
Essa experiência consistia em determinar qual era o tipo de movimento de uma
pequena arruela que era deixada cair livremente em torno de uma vara rosqueada.
67
Apesar de parecer relativamente simples, essa situação problema, por si,
apresentou possibilidade para uma série de discussões.
Materiais:
Vara rosqueada (de qualquer diâmetro)
Suporte (para manter a vara rosqueada na vertical)
Arruela (de diâmetro compatível com da vara rosqueada)
Trena métrica
Cronômetro
Procedimento:
Com um suporte, que pode ser feito de madeira, colocamos a vara rosqueada na
vertical. Ao seu lado esticamos uma trena. Como mostra a Figura 8:
Figura 8 – Montagem da vara rosqueada com a trena ao lado
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
Com o sistema montado o procedimento é deixar a arruela cair livremente do ponto
mais alto da vara rosqueada, depois marcamos intervalos de tempo de descida em
68
espaços iguais de distância percorrida.
Ao chegar na sala os alunos foram informados que, durante aquela aula, eles teriam
que descobrir uma maneira de resolver um problema relacionado ao movimento de
um corpo. Inicialmente o professor colocou uma mesa menor, sobre a mesa do
professor, para servir como parte do suporte da vara rosqueada.
Antes de iniciar a demonstração, foi perguntado aos alunos qual seria o tipo de
movimento esperado quando abandonássemos a arruela, como esperado, a maioria
dos alunos respondeu que a arruela desceria com um movimento muito parecido
com o de uma queda livre.
1. P: “Pessoal... prestem atenção... se eu deixar essa arruelinha cair daqui como ela
vai descer? Se deixar por conta da gravidade ela vai cair como? Acelerada?”
2. Aluno1: “claro né fessor... vai cair normal.”
Vários alunos falam simultaneamente, impossível diferenciar outras falas
3. Aluno1: “tipo acelerada normal...”
4. Aluna2: “vai ser diferente por causa do parafuso”
5. Aluno3: “não muda nada isso não vai cair normal mesmo”
Nesse ponto podemos inferir que as opiniões expressas por esses alunos não estão
baseadas em quaisquer pressupostos Físicos, mas estão mais relacionadas à
previsões baseadas em suas experiências e observações do senso comum. Essa
inferência pode ser feita a partir da construção dos argumentos que, não possuem
elementos que indicam uma categorização de grandezas físicas que os sustentem.
6. P: “Então gente... vamos olhar aqui o que acontece então?”
Professor passa a arruela por debaixo da vara rosqueada e a leva na posição mais
alta para deixá-la “cair”.
7. Aluna2: “não tá acelerando não olha lá”
8. Aluno4: “tá caindo devagar...”
9. Aluna2: “é constante a velocidade”
69
10. Aluno1: “é... é constante mesmo tá parecendo”
Ao deixar cair a arruela o movimento descrito pela mesma se aproxima muito de um
movimento uniforme. No turno 9, a Aluna 2, introduz o termo “velocidade constante”
em sua observação, o que configura uma construção argumentativa mais coerente
com o esperado, uma vez que os alunos já conheciam MRU e MRUV, deseja-se
uma apropriação desses conceitos e uma incorporação dos mesmos nos processos
argumentativos.
Nesse ponto os alunos ainda não tinham visto os outros materiais como a trena, por
exemplo, foi então que, ao invés de responder de fato que movimento era esse os
alunos foram perguntados sobre como poderíamos resolver esse problema.
11. P: “E aí? É uniforme então o movimento? Como agente pode provar isso? Tem
jeito?”
12. Aluno5: “Mede o comprimento da vara e... o tempo que desce... e divide”
13. Aluna2: “é... aí dá a velocidade constante”
Em suas falas nos turnos 12 e 13 os alunos disseram que se fosse medido o
comprimento total da vara, e esse valor fosse dividido pelo tempo total o problema
estaria resolvido. Entretanto esse método serviria apenas para calcular a velocidade
média no percurso, e não para determinar se o movimento era ou não acelerado. O
que mostra que houve uma compreensão sobre velocidade média, mas não o
suficiente para utilizar a equação em uma situação problema real.
14. P: “Ah... mas pensa o seguinte: imagina que eu deixo a arruela cair assim... sem
nada... se você medir a altura que ela caiu e dividir pelo tempo vai dar um valor não
é? Isso quer dizer que o movimento é uniforme? Quer dizer que a velocidade não
muda?”
[Os alunos ficam em silêncio por uns instantes]
15. Aluno1: “aí a velocidade muda nesse caso”
16. Aluno5: “porque tem aceleração...”
17. P: “Então... não dá pra dizer como é o movimento só com isso dá?”
70
18. Aluno5: “não”
19. Aluno3: “não”
20. P: “E aí faz como então?”
[Mais uma vez os alunos fazem silêncio]
21. Aluna6: “mede dois pedaços... metade... e vê se a velocidade é a mesma na
outra metade”
22. Aluno5: “se for igual é porque não mudou a velocidade, aí é uniforme”
23. Aluna2: “divide em três então... ou mais... fica mais real”
Só então os alunos perceberam que o procedimento não era compatível com a
situação, mostrando que os alunos ainda não tinham clareza em diferenciar as
características entre MRU e MRVU.
No turno 23 novamente a Aluna 2 introduz um princípio experimental de forma
intuitiva. Dividir o movimento em intervalos cada vez menores nos faz ter uma
melhor noção se a velocidade é mantida durante todo o movimento. A velocidade
instantânea pode ser compreendida como sendo a medida da velocidade média em
um intervalo de tempo muito pequeno, infinitesimal, dessa forma ao considerarmos
um intervalo de tempo cada vez menor do movimento temos uma velocidade média
que se aproxima cada vez mais da velocidade instantânea do movimento. Em uma
linguagem matemática isso resulta na equação 1:
(equação 1)
Dessa forma a aluna pode ter percebido, de forma intuitiva, que se o intervalo fosse
dividido mais vezes, e as velocidades fossem comparadas, teríamos uma maior
certeza quanto a manutenção da velocidade durante o trajeto. Podemos sugerir essa
interpretação a partir do momento em que, nas palavras da aluna, a velocidade
ficaria “mais real”, expressão que pode sugerir que o valor seja mais compatível com
o ocorrido no experimento.
O procedimento foi organizado pelos alunos sob supervisão do professor da
seguinte maneira: Os alunos fizeram rodízio nas medições, a sala foi dividida em
71
grandes grupos de sete pessoas, cada grupo era responsável por fazer três
medições e preencher uma tabela semelhante à tabela 3:
Tabela 3 – Exemplo de tabela utilizada no experimento
ΔS (Espaço percorrido – cm)
Δt (Intervalo de tempo – s)
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
As grandezas envolvidas nessa experiência eram o espaço percorrido pela arruela
(em cm) e o tempo decorrido no percurso (em segundos). Dessa forma cada grupo
podia escolher uma medida e dividir a vara em intervalos iguais para cronometrar o
tempo de descida em cada um, por exemplo, um dos grupos dividiu a vara em
intervalos de 10 cm, de forma que, a cada 10 cm percorridos, o tempo era anotado
na tabela e a velocidade média em cada trecho era calculada pela equação 2:
(equação 2)
Para o grupo que dividiu os intervalos percorridos em trechos de 10 cm, por
exemplo, a equação tinha a seguinte característica:
Velocidade média (em cm/s) = 10 (cm) / tempo (segundos)
No final cada grupo chegou a uma velocidade média, juntou-se os 5 valores e foi
feita uma média entre os grupos para determinar a velocidade média do movimento,
mas o que realmente ficou claro que, para que se caracterizasse o movimento como
uniforme era necessário que a arruela percorresse mesmos espaços em mesmos
tempos, independentemente de quanto valessem.
A condição que comprovava o movimento (aproximadamente) uniforme foi
compreendida pelos alunos, que mesmo realizando cálculos diferentes para os
valores de velocidade média encontravam valores similares. Um dos alunos chegou
a declarar que: “tem que dar [o valor da velocidade média] a mesma coisa, não faz
diferença como agente divide os pedaços [intervalos de comprimento percorrido]”
72
A Figura 9 mostra o momento durante em que foi feita uma medição como exemplo
para ilustrar o experimento:
Figura 9 – Durante a demonstração do experimento
Fonte: Elaborado pelo autor (2013).
Vale ressaltar que um procedimento experimental, por mais simples que seja, pode
ser um ponto de partida para iniciar nos alunos um interesse científico mais
elaborado, desde a elaboração de hipóteses até as discussões sobre as
discrepâncias entre os resultados, os alunos experimentam os passos que levam ao
fazer da ciência. Cabe ao professor aproveitar esses momentos de abertura para
atribuir ao conhecimento que está sendo construído um caráter formal.
Tanto a compreensão dos conteúdos quanto a compreensão da linguagem cientifica
em si, se deu não por meio da imposição dos conhecimentos científicos sobre os
alunos, mas sim através da negociação de significados. Os alunos já possuem suas
interpretações, modelos e linguagem próprias para descrever os eventos que os
cercam, o espaço de argumentação e discussão tem o poder de intervir na aquisição
de significados, e de ressignificação de conceitos prévios dos alunos.
73
7.4 AVALIAÇÃO
A avaliação dos conhecimentos durante a sequência foi baseada em observações e
participação dos alunos em sala nas atividades propostas. Houve uma avaliação
individual sobre o assunto e duas atividades em grupo, uma delas foi a medição da
velocidade média da arruela. O desempenho da turma, tanto nas avaliações
individuais como nas avaliações em grupo, foi acima da média.
Outro instrumento de avaliação foi o relatório das atividades da experiência, os
alunos tiveram uma orientação no fim da aula de como iriam proceder para a
elaboração do relatório, para tanto receberam um modelo de relatório (Apêndice).
Esse relatório foi iniciado em sala de aula e os alunos puderam terminar em casa
para entrega posterior.
Entre os quesitos que foram observados na correção do relatório, estava a clareza
nas explicações e a acuidade nos cálculos, o que demonstraria uma compreensão
adequada dos conceitos trabalhados em sala.
Alguns trechos retirados dos relatórios dos alunos podem servir como indicadores
em relação ao aprendizado conceitual sobre as situações de MRU e MRUV
envolvidas na experimentação.
“O experimento mostrou que, se medirmos a velocidade média em pequenos
espaços do percurso e compararmos essas velocidades podemos dizer se a
velocidade se mantém ou se muda” (Trecho de relatório – 1)
Essa construção argumentativa, por exemplo, indica uma excelente compreensão do
que foi realizado em sala e, por si só, sugere o aprendizado do conceito esperado na
atividade. Uma categoria que pode ser analisada nessa fala é a inserção de
expressões próprias da linguagem científica, que antes não apareciam com
frequência nas falas dos alunos.
No trecho 1 apresentado anteriormente, podemos destacar categoricamente os
elementos argumentativos de acordo com o padrão Toulmin (2001):
74
A expressão: “O experimento mostrou que..” Pode ser considerada o dado (D), o
princípio a partir do qual todo o discurso argumentativo se estrutura. Continuando, a
expressão: “...se medirmos a velocidade média em pequenos espaços do
percurso[...]podemos dizer...” Pode ser considerada a garantia de inferência (G) e,
compreendido nessa expressão identificamos o qualificador modal (Q): “...e
compararmos essas velocidades...” É o qualificador modal que confere maior
confiabilidade à conclusão, neste caso a garantia que, ao compararmos as
velocidades a velocidade pode ser considerada constante faz o papel de qualificador
da conclusão.
Ao analisarmos o trecho seguinte: “podemos dizer se a velocidade se mantém”
identificamos a conclusão (C) e posteriormente: “ou se muda” é a refutação (R), o
elemento que determina o valor (verdadeiro ou falso) do argumento, neste caso a
expressão “ou se muda” faz referência ao caso de que, ao se fazer a comparação
entre as velocidades, o valor ser diferente (caso negativo) mostrando que o
movimento não é uniforme.
Ao analisar cuidadosamente cada trecho do discurso argumentativo podemos
identificar, de forma mais acentuada, uma construção argumentativa mais completa,
contendo mais elementos e expressões que as aproximam da argumentação
desejada para o Ensino de Ciências. Segue outro trecho retirado de um relatório:
“De acordo com as velocidades médias encontradas pelos outros grupos pode-se
concluir que o movimento era praticamente uniforme e sua velocidade era de
aproximadamente 2,15 cm/s” (Trecho de relatório – 2)
O trecho acima foi retirado da conclusão de um dos relatórios e indica, assim como o
trecho anterior, a agregação de expressões científicas nas explicações dos alunos,
de forma que podemos associar um ganho não apenas conceitual, mas também em
relação à linguagem dos alunos.
Um dos trechos mais marcantes, no que diz respeito ao aprendizado e também à
compreensão procedimental do experimento, foi retirado das conclusões de um dos
relatórios:
75
“A velocidade calculada pelo experimento não é exata, é apenas aproximada. Em
alguns momentos a arruela descia de forma diferente (mais rápida) ao passar em
alguns pontos principalmente se esbarramos no parafuso, então a medida que
temos é apenas uma média” (Trecho de relatório – 3)
Ao analisarmos o conteúdo desse trecho de relatório encontramos duas grandes
informações importantes sobre o desenvolvimento do experimento: primeiro sobre a
aproximação do valor obtido, e segundo sobre as possíveis fontes de erros do
experimento.
A afirmação que inicia esse trecho deixa claro que o aluno tem plena consciência de
que os valores medidos na experimentação são apenas aproximados, o que
demonstra um conhecimento de um elemento procedimental importante. Dessa
forma a repetição das medidas, por vários grupos, e a média geral dos resultados foi
necessária para uma melhor aproximação do valor da velocidade média.
A segunda parte da transcrição possui uma análise ainda mais minuciosa. Durante o
experimento, eventualmente alguém esbarrava na mesa em que estava montado o
experimento, cada vez que isso acontecia a arruela perdia a “regularidade” em seu
movimento e, por uma fração de segundo, descia com velocidade diferente.
Obviamente esse acontecimento implicava em uma variação significativa na medida
da velocidade naquele trecho.
O que o aluno escreveu em seu relatório então é a justificativa, em relação à uma
das fontes de erro do experimento. O mais interessante é que essa possível fonte de
erro não fora discutida em nenhum momento durante a prática, o que indica que foi
considerada devido à observação do aluno, que compreendeu corretamente o que é
uma fonte de erro experimental.
Analisando as considerações feitas até aqui sobre as práticas argumentativas dos
alunos, utilizando um prisma social, podemos perceber o quanto é importante
trabalhar nos alunos a autonomia. A aula dialogada, fundamentada em discussão,
argumentação e negociação de significados, torna o fazer docente mais significativo
76
não apenas para o professor, mas também para os alunos.
As práticas realizadas nas duas sequências didáticas, especialmente na sequência
sobre cinemática, revelaram o quanto pode ser diversificada a construção de
modelos físicos dos alunos. Ao ouvirmos os conceitos prévios dos alunos
percebemos exatamente quais são os problemas conceituais apresentados por eles,
e podemos traçar a melhor estratégia para aproximar esses conceitos e
conhecimentos prévios em conhecimento científico.
Freire indica que as expressões Ensino e Aprendizado são dependentes entre si, de
forma que só há Ensino se houve aprendizado, ou seja, não se pode dizer que o
professor Ensinou se o aluno não aprendeu. E é nesse sentido que acreditamos as
práticas e estratégias utilizadas em sala de aula devem ser voltadas para o
aprendizado, as negociações de sentido e práticas argumentativas deste projeto
foram pensadas de acordo com essa premissa.
77
8 CONSIDERAÇÕES FINAIS
Ao final da experiência com a sequência didática descrita são inúmeras as
contribuições que podemos contabilizar para prática docente. Organizar a proposta
metodológica de acordo com a especificidade da turma, dos objetivos desejados,
dos recursos disponíveis foi um aprendizado que servirá para todas experiências de
sala de aula a partir desse momento.
A grande dificuldade de iniciar um trabalho, diferente do que se está habituado, está
em não conhecer as dificuldades que serão enfrentadas no processo. Entretanto
esse anseio é facilmente superado quando há devido planejamento das ações que
serão tomadas no percurso metodológico. Em algumas ocasiões nos deparamos
situações não habituais durante as aulas diversificadas, na problematização, por
exemplo, quando os alunos começavam a se expressar simultaneamente a
impressão que temos é de caos, entretanto esse aparente caos é expressão natural
da libertação dos alunos ao se perceberem enquanto participantes.
Em uma aula expositiva não existe espaço para essas manifestações, e uma
conversa entre alunos nesse contexto seria considerada algo indesejado, uma
indisciplina. Mas durante a problematização, da forma como aconteceu, o fato dos
alunos se expressarem mais mostrou o real objetivo da sequência didática. Para um
professor que não sabe lidar com essa situação ela pode ser desconfortável, a ponto
de o professor achar que está tendo bagunça quando, na verdade, está havendo
aprendizado.
As práticas dessa sequência tiveram a força para revelar, nosso papel, enquanto
professor, no aprendizado dos alunos e do meu próprio. Não se aprende se não há
curiosidade, como Freire comparava que não se pode comer se não há fome. Cada
aluno aprende por um motivo, seja por uma pressão dos pais, da sociedade, seja por
uma afinidade com o conteúdo, enfim, para criar condições para o aprendizado
deve-se (re) significar o objeto de estudo, trazendo-o para a realidade do aluno ou, a
partir dessa mesma realidade, deve-se chegar ao conceito desejado.
Além de despertar o senso de dever do professor, as práticas adotadas em sala
78
aumentaram o interesse em pesquisar o comportamento dos alunos diante de
situações inovadoras em sala. Situações que acontecem todos os dias em sala de
aula podem ter outras significações sob um olhar mais crítico e apurado.
As inquietações dessa pesquisa estavam voltadas, em especial, para as influências
que as metodologias alternativas para o Ensino de Ciências teriam sobre o
aprendizado, e se essas atividades desenvolvidas ao longo da pesquisa
despertariam um maior interesse dos alunos no conhecimento científico.
Ao analisar as falas dos alunos, os questionários, o desempenho na disciplina, e
todas as demais informações que constam nos relatos das atividades desenvolvidas,
podemos inferir que, em boa medida, houve uma excelente aceitação da
metodologia por parte dos alunos que demonstraram grande participação em todos
os momentos.
Se considerarmos que os instrumentos avaliativos, que foram aplicados durante todo
o desenvolvimento da pesquisa, possam ser considerados como indicadores para o
aprendizado, concluímos que houve êxito no aprendizado dos conteúdos
trabalhados nas duas Sequências Didáticas. Isso levando em conta tanto o resultado
quantitativo (notas) das avaliações, quanto o resultado qualitativo das avaliações,
que é obtido através da observação de quesitos como participação, interesse dos
alunos, comprometimento nas atividades etc.
Com base no estudo realizado durante o acompanhamento de toda a pesquisa,
articulado com a análise das discussões tendo suporte os referenciais teóricos
citados, podemos considerar que os objetivos da pesquisa foram alcançados com
êxito. A hipótese inicial de que as metodologias diferenciadas poderiam, além de
produzir um aprendizado conceitual, terem uma boa aceitação por parte dos alunos,
foi confirmada. Acreditamos que os depoimentos dos alunos, bem como os relatos
registrados durante as aulas dão suporte a essa afirmação.
Repensar o Ensino de Ciências e, sobretudo, repensar a nossa própria prática
pedagógica requer uma reflexão contínua sobre as demandas atuais na área de
ciências. As pesquisas na área de ensino podem (e devem) alcançar a sala de aula
79
real, cada vez mais é necessário que o profissional da Educação possua a
oportunidade de entrar em contato com os olhares e discussões sobre o Ensino de
Ciências. É com base nessa necessidade que esperamos que essa pesquisa possa
contribuir, mesmo que minimamente, para melhorar a percepção nessa área de
estudo.
80
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APÊNDICES
84
APÊNDICE A
Lista de exercícios sobre energia
Aluno(a):______________________________________________________________________________
Turma:_______
Data:___________
LISTA DE EXERCÍCIOS FÍSICA – Primeiro Ano Ensino Médio
01- Um garoto abandona uma pedra de massa 200 g do alto de um viaduto de 5 m de altura em relação ao
solo. Considerando g = 10 m/s2, determine a velocidade e a energia cinética da pedra ao atingir o solo.
(Despreze os efeitos de resistência do ar.)
02- Um corpo de massa 500g é lançado, do solo, verticalmente para cima com velocidade de 43,2 Km/h.
Desprezando a resistência do ar e adotando g = 10 m/s2:
a) calcule a altura máxima, em relação ao solo, que o corpo alcança deverá alcançar.
b) Se esse mesmo experimento for realizado considerando a resistência do ar o que acontecerá de
diferente?
03- Um pêndulo de massa 1,5 kg é levado a posição horizontal e então abandonado. Sabendo que o fio tem
um comprimento de 80 cm e g=10m/s2, calcule a velocidade do pêndulo quando passar pela posição de
altura mínima.
04- Do alto de uma torre de 61,6 m de altura, lança-se verticalmente para baixo, um corpo com velocidade
de 8 m/s. Calcule a velocidade com que o corpo atinge o solo. Adote g = 10 m/s 2 e despreze os efeitos do
ar.
05- Um corpo de massa 400 kg é lançado do solo, verticalmente para cima, com velocidade de 50 m/s.
Sabendo que, devido ao atrito com o ar, o corpo dissipa 80 J de energia sob a forma de calor, determine a
altura máxima atingida pelo corpo. Adote g = 10 m/s2.
06- Um corpo de massa igual a 500 kg e velocidade constante de 10 m/s choca-se com uma mola de
constante elástica 800 N/m. Desprezando os atritos, calcule a máxima deformação sofrida pela mola.
07- Consideremos uma mola de constante elástica 400 N/m, e um corpo de massa 1 kg nela encostado que
produz uma compressão de 0,8 m. Liberando a mola, qual é a velocidade do corpo no instante em que
perde contato com ela? Despreze as forças de resistência.
08- No escorregador mostrado na figura,
uma criança com 30 kg de massa, partindo
do repouso em A, desliza até B. Sabendo que,
devido ao atrito, 20% da energia mecânica
foi dissipada durante a descida, e admitindo
g = 10 m/s2, calcule a velocidade da criança
ao chegar a B.
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09- Um corpo de massa m é empurrado contra uma mola
cuja constante elástica é 600 N/m, comprimindo-a 30 cm.
Ele é liberado e a mola o projeta ao longo de uma superfície
sem atrito que termina numa rampa inclinada conforme a
figura. Sabendo que a altura máxima atingida pelo corpo na
rampa é de 0,9 m e g = 10 m/s2, calcule m. (Despreze as
forças resistivas.)
10- Um corpo de massa 20 kg está sobre
uma mola comprimida de 40 cm. Solta-se a
mola e deseja-se que o corpo atinja a altura
de 10 m em relação à sua posição inicial.
Determine a constante elástica da mola.
Adote g = 10 m/s2 e despreze os efeitos do
ar.
11- Uma esfera parte do repouso em A e
percorre o caminho representado até B. Na
parte mais baixa do caminho há um trecho,
de 5m de comprimento, cujo coeficiente de
atrito cinético vale 0,36 Determine a
velocidade da esfera no ponto B.
12- Um carrinho situado no ponto (veja a figura), parte do repouso e alcança o ponto B.
a) Calcule a velocidade do carrinho em B,
sabendo que 50% de sua energia mecânica
inicial é dissipada pelo atrito no trajeto.
b) Qual foi o trabalho do atrito entre A e B?
13- Uma esfera é suspensa por um fio ideal. Quando abandonada da
posição A sem velocidade inicial, ela passa por B com velocidade de
12 m/s. Desprezando as resistências, determine o valor da altura h,
de onde a esfera foi solta. Adote g = 10 m/s2.
14- Um objeto de massa m está posicionado no alto de uma rampa, a uma altura h em relação ao solo. No
fim da rampa existe uma mola que servirá para “absorver” a energia da colisão, cuja constante elástica vale
k. Mostre que a compressão máxima causada nessa mola é determinada pela relação:
Em que g é o valor da gravidade local.
√
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APÊNDICE B
Questionário I
Questionário I
01 – Idade: __________
02 – Sexo:
( ) Masculino ( ) Feminino
03 – A maior parte do Ensino Fundamental foi cursado em qual tipo de instituição
escolar?
( ) Escola Pública
( ) Escola Privada
03 – No último ano do Ensino Fundamental (9º Ano – 8ª Série) você estudou Física?
( ) Sim
( ) Não
Em caso de ter respondido Sim à questão anterior, responda à questão 4, caso contrário
passe para questão 5.
04 – Você estudou o conteúdo
Energia? ( ) Sim ( ) Não
05 – O que é “Energia” para você?
_____________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
06 – Você considera que Energia é um assunto importante? Em quais contextos na
sociedade você considera que a Energia tem importância?
_____________________________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________________________________
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APÊNDICE C
Questionário II
Questionário II
01 – Você considerou importante o estudo sobre Energia? Porque?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
02 – Quais foram as maiores dificuldades para executar o trabalho sobre energia?
Montar a maquete, apresentar os trabalhos sobre Energia? Outras?
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
03 – O que você achou da maneira como o conteúdo foi ensinado, com a
apresentação de vídeos, maquetes e com o uso das caixas de fósforos? Justifique.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
04 – Você gostaria que os outros conteúdos de física fossem trabalhados de forma
similar? Sim ou não e porque.
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
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APÊNDICE D
Dicionário de cinemática
DICIONÁRIO - Expressões comuns em cinemática
Cinemática escalar
É um ramo da física mecânica que estuda o movimento realizado pelos corpos, sem
se preocupar com suas causas.
Ponto Material
É todo corpo em que as dimensões são desprezíveis em relação a um dado
referencial.
Corpo Extenso
É todo corpo cujas dimensões influenciam o estudo do seu movimento em relação a
um dado referencial.
Referencial
O referencial ou referência pode é o sistema adotado como referência para indicar e
medir uma grandeza física, por exemplo, se o ponto está em movimento ou em
repouso. É de praxe utilizar a terra como referencial.
Repouso
É a situação na qual um corpo não muda sua posição em relação a um dado referencial.
Movimento
Movimento existe quando o corpo analisado muda de posição no decorrer do tempo, em
relação a um dado referencial.
Trajetória
É uma linha formada pela união de todas as posições ocupadas por um móvel durante o seu
movimento. Essa trajetória também depende do referencial adotado.
Deslocamento Escalar
É a medida que representa a distância entre as posições inicial e final, ou seja, é a mudança
de posição de um móvel sobre uma trajetória.
Velocidade Escalar Média
É a rapidez com que o móvel realiza um percurso. Matematicamente é representada pela
equação:
Em que:
Vm = velocidade média
ΔS = variação do espaço
Δt = variação do tempo
Velocidade Escalar Instantânea
É a velocidade escalar to móvel em um instante t do seu percurso.
Movimento Uniforme
É quando o móvel percorre distâncias iguais em intervalos de tempo iguais,
obedecendo à regra de que a velocidade instantânea seja igual à velocidade média
em qualquer intervalo de tempo.
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APÊNDICE E
Termo de autorização da pesquisa
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APÊNDICE F
Modelo de relatório
Relatório de Física – Experimento da Arruela
Aluno (a):____________________________________________
Data:___/___/________
Professor: Tiago Destéffani Admiral
Introdução:
Escreva aqui um pouco sobre o experimento, como ele foi desenvolvido e qual
situação problema ele abordou.
Objetivo:
Indique quais foram os objetivos do experimento
Materiais:
Materiais utilizados no experimento
Métodos/Dados coletados:
Aqui neste item entram os métodos usados na coleta de dados e as tabelas, gráficos
e outras informações que foram coletadas durante o experimento.
Exemplo:
S
t
Tabela de intervalos de distância e intervalos de tempo.
Conclusões:
Aqui você escreverá quais foram as conclusões que foram tiradas da atividade
experimental, pode apresentar um gráfico contendo uma informação relevante e
pode escrever o que você pode entender a partir do experimento. Mencione também
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quais são as possíveis fontes de erros do experimento, por exemplo: A falta de
precisão ao cronometrar o tempo, a imprecisão na divisão dos intervalos de distância
percorrida etc.
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APÊNDICE G
Produções acadêmicas decorrentes da pesquisa
Apresentações de Trabalho
1. ADMIRAL, Tiago Destéffani; LEITE, S. Q. M. PROPOSTA DE SEQUENCIA
DIDÁTICA DE FÍSICA PARA DEBATER O CONCEITO DE CINEMÁTICA.
ALFABETIZAÇÃO CIENTÍFICA A PARTIR DOS TEMAS TRÂNSITO E SAÚDE.
2012. (Apresentação de Trabalho/Comunicação).
2. ADMIRAL, Tiago Destéffani;
FAVRE-NICOLIN, E. ENSINO DE FÍSICA NA
PERSPECTIVA DA ALFABETIZAÇÃO CIENTÍFICA COM A UTILIZAÇÃO DE
RECURSOS
TECNOLÓGICOS
ALTERNATIVOS.
2011.
(Apresentação
de
Trabalho/Seminário).
3. ADMIRAL, Tiago Destéffani; LEITE, S. Q. M. PROPOSTA DE SEQUENCIA
DIDÁTICA DE FÍSICA PARA DEBATER O CONCEITO DE CINEMÁTICA.
ALFABETIZAÇÃO CIENTÍFICA A PARTIR DOS TEMAS TRÂNSITO E SAÚDE.
2012. (Apresentação de Trabalho/Comunicação).
Participação em eventos
1. Jecim – Jornada Científica de Educação em Ciências. Uma Análise Preliminar
Sobre o Ensino do Conceito de Energia em uma Turma de Ensino Médio.
Estabelecendo Relações entre a Física e a Sociedade. 2012. (Encontro).
2. SECIM – I SEMINÁRIO DA PÓS-GRADUAÇÃO EM EDUCAÇÃO EM CIÊNCIAS
E MATEMÁTICA. ENSINO DE FÍSICA NA PERSPECTIVA DA ALFABETIZAÇÃO
CIENTÍFICA
COM
A
UTILIZAÇÃO
DE
RECURSOS
TECNOLÓGICOS
ALTERNATIVOS. 2011. (Seminário).
3. Sinect – III Simpósio Nacional de Ensino de Ciência e Tecnologia – UtfPR –
Ponta grossa 2012 (Participação/Comunicação).