DIDÁTICO-METODOLÓGICA: UM OLHAR PARA O ENSINO DE...

Vivências: Revista Eletrônica de Extensão da URI ISSN 1809-1636

Vivências. Vol. 13, N.25: p.21-28, Outubro/2017 21

A UTILIZAÇÃO DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS COMO ESTRA TÉGIA DIDÁTICO-METODOLÓGICA: UM OLHAR PARA O ENSINO DE HI DRODINÂMICA

The employment of experimental activities as a didactic-methodological activities as a teaching

aids: a look through hydrodynamics teaching

Franciele Franco DIAS1 Marcio Luciano Costa de CARVALHO2

Marilene VIEIRA3 Everton LÜDKE4

RESUMO

As atividades experimentais são estratégias que podem colaborar com a compreensão dos estudantes acerca dos fenômenos e conceitos de Física estudados aos longo do Ensino Médio, pois esta exposição é diferente do tradicional e promove a associação dos tema com o cotidiano do aluno. Nesse sentido, foi desenvolvida uma atividade a partir de um projeto de Extensão da UFSM, tendo por objetivo verificar a eficácia das atividades experimentais como um auxiliar para o ensino de Hidrodinâmica nas escolas. O público alvo foram alunos da 2º a 3º série do Ensino Médio Politécnico de uma cidade da região central do RS. Os dados foram coletados por meio de observações e questionários, além do registro das discussões durante a implementação da atividade. Para a análise desses dados foi utilizada a Análise de Conteúdo, a partir de duas dimensões, quais sejam: (i) Distanciamento entre a Física da sala de aula e a Ciência Física e (ii) Papel das Atividades Experimentais na visão dos estudantes. Como resultados, os tópicos apresentados proporcionaram uma maior participação e interação dos estudantes, mostrando o caráter positivo e eficaz na exposição de explicações relacionadas às atividades experimentais. Palavras-chave: Atividades Experimentais; Hidrodinâmica; Ensino de Física; Ensino Médio.

ABSTRACT Experimental activities are strategies which can collaborate with the student understanding ab out the natural phenomena and physical concepts studied through high school since the way they are presented are different than the traditional teaching methods and helps to associate theretical themes with the students´ daily lives. With this in mind, we have developed a activity witin the UFSM Extension Programme which aims to verify the impact of guided experimental activities as an aiding tool for teaching hydrodynamics in high schools. The high school studentes were those from 1 Mestranda - Curso de PG em Educação Matemática e Ensino de Física, Universidade Federal de Santa Maria, Campus Camobi CEP 97105-900 Santa Maria, RS, [email protected] 2 Mestrando - Curso de PG em Educação Matemática e Ensino de Física, Universidade Federal de Santa Maria, Campus Camobi CEP 97105-900 Santa Maria, RS, [email protected] 3 Acadêmica do Curso de Física Licenciatura Plena, Universidade Federal de Santa Maria, Campus Camobi CEP 97105-900 Santa Maria, RS, [email protected] 4 Doutorado, Professor Titular do Departamento de Física, Universidade Federal de Santa Maria, Departamento de Física, Campus Camobi CEP 97105-900 Santa Maria, RS, [email protected]

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the final two years from Middle School Polythecnic in a city located in the center of Rio Grande do Sul, the southernmost Brazilian state. Data has been collected through interviews, questioning, evaluation of students´ perceptions and skills, as well as records tracked during the session. We used the content analysis method within two main axis which are (i) distance from the classroom physics to the formal knowledge in Physics and (ii) the role of experimental activities as grasped by the students themselves. Our main results showed that the topics presented allowed a major engagement and generation of feelings and perspactives for further work from the students perspectives, showing a positive and efficient influence of the proposed method in exhibition of concepts and the student interpretatiokn related to the observed phenomena. Keywords: Experimental activities; Hydrodinamics; Physics Teaching; High School. INTRODUÇÃO

O estudo da Física na Educação Básica, de acordo com as Orientações Complementares propostas nos Parâmetros Curriculares para o Ensino Médio (PCN+) (BRASIL, 2002, p. 59), deve possibilitar “a formação de um cidadão contemporâneo, atuante e solidário, com instrumentos para compreender, intervir e participar na realidade”. Neste sentido enfatizamos a importância do estudo da Física, uma vez que essa está relacionada à formação de sujeitos mais críticos, capazes de compreender os conceitos associados aos estudo dos fenômenos encontrados na natureza e perceber a sua importância social e histórica, assim como a sua estreita relação com o desenvolvimento técnico e cultural da humanidade.

Nessa perspectiva, para que a formação sinalizada nos PCN+ se concretize e a visão propedêutica do conhecimento abordado nas escolas seja superada, faz-se necessária a utilização de diferentes metodologias e estratégias complementares de ensino nas aulas de Física. Uma das estratégias que vem sendo amplamente utilizada no ensino de Física são as Atividades Experimentais (BORGES, 2002).

Chaves (2014), a partir de revisão bibliográfica e tendo como foco as Atividade Experimentais no Ensino de Física, argumenta que na literatura, o desenvolvimento de atividades dessa natureza na Educação Básica é apontado de diversas formas diferentes, algumas abordagens com foco demonstrativo, outras investigativo. A autora defende que a utilização de Atividades Experimentais pode ser relevante, pois contribui para a reflexão e consequentemente favorece a construção do conhecimento científico dos estudantes, tendo como alicerce seus conhecimentos prévios (CHAVES, 2014).

Nesse sentido, no presente trabalho pretendemos identificar a relevância da utilização de Atividades Experimentais relacionadas ao estudo da Hidrodinâmica, no processo de ensino-aprendizagem de Física por estudantes do Ensino Médio.

REFERENCIAL TEÓRICO

O Ensino de Física deve estar relacionado à construção de um saber que forneça elementos para que os indivíduos incrementem seu entendimento acerca do mundo em que vivem, não destinando-se somente à formação de cientistas ou especialistas, mas colaborando com a construção do conhecimento de todos os indivíduos, independentemente do caminho futuro que irão trilhar (PIETROCOLA, 2005). No que se refere ao ensino da Hidrodinâmica, Krul e Nogueira (2007, p. 1) salientam que o mesmo ocupa um pequeno espaço nas aulas de Física, representando um conceito pouco discutido e que este fato pode ser atribuído a “uma complexidade na compreensão dos alunos e na didática



utilizada pelo professor”. Em relação aos conteúdos de Hidrodinâmica ou a mecânica dos fluidos em geral podemos perceber que estes causam bastante dúvidas quanto às assimilações experimentais que relacionam as teorias com o conteúdo. Um grande exemplo de erros relacionados a esse assunto é uma das questões do ENEM 2013, a qual continha um equívoco, conforme cita Lang (2014, p.7): “A figura ilustrando as trajetórias da água que é lançada pelos três orifícios com a garrafa aberta É INCONSISTENTE TANTO COM A TEORIA SOBRE TAL PROCESSO, QUANTO COM A EXPERIÊNCIA QUE FACILMENTE PODE SER REALIZADA”. Esse fato demonstra como os conteúdos de Mecânica dos fluídos ainda precisam ser melhor abordados nas escolas e que iniciativas experimentais para mostrar esses processos aparecem como uma boa opção para construir o conhecimento científico. Nesse sentido, Zanetic (1989) defende que embora não seja possível a escola oferecer um panorama completo e definitivo da visão de mundo total de uma forma de conhecimento, deve preparar o aluno para que ao final do Ensino Médio, este tenha condições tanto para o prosseguimento eventual dos estudos, como também fornecer elementos para a construção do conhecimento. No que se refere à utilização de Atividades Experimentais, independentemente de serem apenas demonstrativas ou permitirem que o aluno manipule os materiais, de modo geral, sempre contribuem com os estudantes de forma a torná-los ativos no processo de ensino-aprendizagem (FORÇA; LABURÚ; SILVA, 2011). Na mesma direção, Séré, Coelho e Nunes (2003, p. 42) defendem que as diferentes formas de utilização de Atividades Experimentais no Ensino de Física favorecem a construção de elos entre objetos, conceitos, leis, linguagens simbólicas e teorias e que cabe ao professor “diversificar as atividades e as abordagens, dando-lhes uma conotação mais de acordo com as atividades científicas, cria-se no aluno uma nova motivação e um novo interesse para as atividades experimentais”.

METODOLOGIA

Para a realização da pesquisa de natureza qualitativa (LÜDKE; ANDRÉ, 1987), foi realizada uma intervenção em uma escola estadual de uma cidade na região central do estado do Rio Grande do Sul, envolvendo alunos de 2º e 3º série do Ensino Médio Politécnico. Essa intervenção consistiu em uma abordagem experimental que contemplou três diferentes experimentos relacionados ao Teorema de Bernoulli e à Lei de Stevin, ambos estudados dentro da Dinâmica dos Fluídos.

Os experimentos foram os seguintes: 1. Reservatório em formato circular contendo líquido, com três mini-torneiras dispostas em

uma reta na vertical, para o estudo da velocidade de escoamento do fluído e o alcance máximo deste jato de água;

Figura 1- Tubo de água



2. Observação do comportamento da asa de um avião através da utilização de uma maquete associada a um túnel de vento;

Figura 2- Tubo de vento

3. Estudo da movimentação do fluído (ar) e seus impactos, através da observação do comportamento de um sistema composto por duas bolinhas de ping-pong suspensas através de um fio.

Figura 3 - Bolinhas de ping-pong

Para a realização dos experimentos, optamos por dividir a turma em dois grupos, pois estávamos em três pessoas para orientar os alunos. Desta forma, com grupos menores facilitaria os questionamentos iniciais e o contato dos alunos com o experimento. É importante ressaltar que os experimentos podem ser realizados de forma independente na sala de aula e orientados conforme o objetivo do professor.

Inicialmente os alunos receberam um questionário, o qual tinha por objetivo verificar suas concepções iniciais, abordar uma situação problema, além de despertar uma curiosidade que seria possível de ser verificada na prática. No final da atividade entregamos um outro questionário a fim de perceber os entendimentos dos alunos e verificar os impactos das atividades experimentais no ambiente escolar.

Ao conceber esta intervenção, buscamos um meio que pode servir como subsídio para a



ampliação dos conhecimentos relacionados ao estudo da Hidrodinâmica e a observação de comportamentos que fundamentaram a discussão durante a atividade. Desta forma, foi abordada em todas as atividades uma problematização inicial, a qual contribuiu para a assimilação do conhecimento científico e construindo relações com a realidade.

Nesse sentido, para que fosse possível perceber a mudança de compreensão dos alunos a partir das atividades experimentais apresentadas, optamos por fazer questionamentos iniciais tendo por finalidade detectar as compreensões alternativas e questões ao final da atividade.Vale destacar que as explicações dos fenômenos contemplados nos experimentos ocorreu à medida que a intervenção foi ocorrendo, sempre após ouvir a compreensão dos alunos sobre o fenômeno em questão.

A análise dos dados obtidos foi realizada a partir da Análise de Conteúdo (BARDIN, 1977, p. 31), que conforme a autora “Não se trata de um instrumento, mas de um leque de apetrechos; ou, com maior rigor, será um único instrumento, mas marcado por uma grande disparidade de formas e adaptável a um campo de aplicação muito vasto: as comunicações.” Esse tipo de investigação corresponde a um conjunto de técnicas de análise das comunicações que utiliza, para esta finalidade, procedimentos sistemáticos e objetivos de descrição do conteúdo das mensagens (BARDIN, 1977).

A seguir serão apresentados os resultados da pesquisa, a qual teve como objetivo identificar as mudanças de compreensão de estudantes do Ensino Médio a partir da utilização de Atividade Experimentais relacionadas ao estudo da Hidrodinâmica.

ANÁLISE E RESULTADOS OBTIDOS

As análises foram realizadas com base nos questionários recolhidos e pelas anotações de discussões realizadas durante a implementação da atividade. Os resultados da pesquisa foram agrupados em duas dimensões, quais sejam: (i) Distanciamento entre a Física da sala de aula e a Ciência Física e (ii) Papel das Atividades Experimentais na visão dos estudantes.

Na sequência, as dimensões serão apresentadas e discutidas.

(i)Distanciamento entre a Física da sala de aula e a Ciência Física

Os documentos oficiais (BRASIL, 2000; 2002) sinalizam para a necessidade de que o contexto vivencial dos estudantes seja levado em consideração no processo de ensino-aprendizagem, demandando a busca por estratégias de ensino que sejam potenciais para envolver, motivar e contribuir de forma efetiva para a construção do conhecimento dos mesmos.

No entanto, de acordo com Zanetic (1989), em muitos casos o ensino de Física acaba por apresentar uma visão distorcida da Física enquanto Ciência. Conforme o autor, este fato é decorrente da mera apresentação de conceitos, tendo como ênfase a resolução de exercícios e exemplos, ausência de práticas experimentais, falta de aspectos relacionados à história e epistemologia da física, apresentação da física como ramo de conhecimento neutro, apolítico e descontextualizado, entre outros aspectos.

Apesar de transcorridos mais de 20 anos da defesa da tese de Zanetic (1989), muitos dos aspectos evidenciados por ele ainda parecem atuais ao se refletir sobre o ensino de Física no presente. Tal fato fica evidente a partir das respostas dos estudantes quando questionados se a quantidade de água que caberia em cada tubo era igual e se isso influencia na trajetória dos jatos das torneiras da figura a seguir (Figura 1) e, ainda, se nos dois tubos caberia a mesma quantidade, estando os dois com água até a marca superior.



Figura 4- Tubos de água

Alguns deles, apesar de estarem no segundo ano do Ensino Médio e terem estudado Hidrodinâmica neste ano, há pouco tempo, deram as seguintes respostas:

“Sim. Porém o que muda é a pressão que cada torneira terá.” (A1). “Não, porque a pressão maior ficará em cima e depois com o tempo a pressão da água

abaixa e com isso faz as outras torneiras terem mais pressão.” (A9). Percebe-se, a partir das respostas desses estudantes, que embora já tivessem tido contato

com a Hidrodinâmica, ainda assim não conseguiram responder satisfatoriamente uma questão simples. O estudante A9, apesar de perceber que a quantidade de água nos tubos não era a mesma, não soube explicar que este fato era devido a diferença de área de cada um.

O mesmo fato pode ser percebido quando foi realizado o questionamento sobre o que ocorreria quando se soprasse com um canudo no meio das duas bolinhas de pingue-pongue suspensas à mesma altura por fios de mesmo comprimento:

“Elas vão se mexer não muito mas um pouco elas vão se deslocar uma para cada lado. [...] elas recebem o vento que passou pelo canudo e chegou até elas.” (A15).

“Elas irão se mover para frente e cada um irá para um lado [...] por causa da pressão do ar que será soprado.” (A22).

Apesar de a questão anterior ser menos complexa que essa, ainda assim sinalizamos que estas questões deveriam ser solucionadas imediatamente por estudantes que já tiveram contato com o estudo destes fenômenos. Portanto, o Ensino de Física parece não estar de acordo com o que sugerem os documentos oficiais e não ter relação com a formação de sujeitos que possam compreender os fenômenos físicos que os rodeiam.

(ii) Papel das Atividades Experimentais na visão dos estudantes

A utilização de Atividades Experimentais no Ensino de Física é destacada nos PCN+ (BRASIL, 2002, p.84) como uma estratégia capaz de contribuir para o desenvolvimento de habilidades, uma vez que:

[...] dessa forma que se pode garantir a construção do conhecimento pelo próprio aluno, desenvolvendo sua curiosidade e o hábito de sempre indagar, evitando a aquisição do conhecimento científico como uma verdade estabelecida e inquestionável.

Na mesma direção, Chaves (2014, p. 3) defende “a importância dessas atividades serem



usadas para explicar os conteúdos, problematizar e assim contribuir para a sistematização do conhecimento dos educandos”.

Nesse sentido, foi possível perceber que os próprios estudantes conseguem perceber aspectos positivos da realização de experimentos para o estudo e compreensão da Física:

“ Sim [os experimentos contribuem], pois determina e ensina mais sobre os fenômenos deixando-os mais claros.” ( A9).

“[...] facilita o entendimento dos fenômenos.” (A17). Enquanto A9 e A17 argumentaram sobre o fato da utilização de experimentos clarificar e

facilitar o entendimento, A11 e A23 destacam a redução da distância entre teoria e prática: “A forma e a visão dos procedimentos apresentados sai daquela folha e mostra a

verdadeira importância no modo de atuar referente a forma não só oral mas prática.” (A11). “Com as realizações dos experimentos temos um entendimento melhor porque vemos na

prática como funciona, é muito importante pois participamos desse experimentos e aprendemos mais rápido.” (A23).

A partir do posicionamento dos alunos, no que se refere ao uso de Atividades Experimentais no Ensino de Física, consideramos que atividades desse tipo tem papel fundamental na construção do conhecimento. Destacamos ainda, que durante toda a intervenção os estudantes participaram e interagiram, evidenciando o caráter positivo e eficaz de explicações realizadas a partir de experimentos.

CONSIDERAÇÕES FINAIS

A partir da pesquisa realizada, constatamos que a utilização de Atividades Experimentais pode favorecer o processo de ensino-aprendizagem de Física, de forma a colaborar com a compreensão dos estudantes acerca dos fenômenos físicos e aproximar a Física da sala de aula com a Ciência Física.

Percebemos que apesar da experimentação ser uma estratégia consolidada no ensino da Física, discutida por diversos referenciais e em diversas pesquisas, ainda assim parece não ser muito explorada no contexto pesquisado. No entanto, salientamos que esta estratégia poderia ser uma importante aliada no entendimento dos conceitos, uma vez que verificamos que apesar dos alunos terem tido aulas sobre Hidrodinâmica há pouco tempo, não conseguiam responder questionamentos simples envolvendo os conceitos aprendidos e relacionando-os com sua aplicação no cotidiano.

Sinalizamos a potencialidade da utilização das atividades experimentais nas aulas de Física de forma a contribuir com a construção do conhecimento do estudantes, salientando que não devem se concentrar somente em momentos isoladas, mas ocupar um papel maior e central nas aulas.

REFERÊNCIAS BORGES, A. T. Novos rumos para o laboratório escolar de ciências. In: Caderno Brasileiro de Ensino de Física. v. 19, n. 3, p. 291- 313, dez. 2002. BRASIL. Ministério da Educação. Secretaria de Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais Ensino Médio. Brasília: MEC, 2000. _______. Ministério da Educação. Secretaria da Educação Média e Tecnológica. Parâmetros Curriculares Nacionais Ensino Médio +: Ciências da Natureza e suas Tecnologias. Brasília: MEC, 2002. FORÇA, A. C; LABURÚ, C. E; SILVA, O. H.M. Atividades experimentais no ensino de física: Teorias e práticas. VIII Encontro Nacional de Pesquisa em Educação em Ciências.



Campinas/SP, 2011. KRUL, J. D.; NOGUEIRA, C.. Avaliação de professores de uma proposta de ensino da Hidrodinâmica através do esporte. 2007. Disponível em: http://www.cienciamao.usp.br/dados/snef/_avaliacaodeprofessoresde.trabalho.pdf. Acesso em: 11 jul. 2017. LANG, F. Análise crítica da qualidade das questões de Física na prova de Ciências da Natureza nas edições do ENEM de 2012 e 2013. Disponível em: <http://www.if.ufrgs.br/~lang/Textos/Ancritquestfis_INEP.pdf>. Acesso em: 12 mai. 2017.

PIETROCOLA, M. Ensino de Física: conteúdo, metodologia e epistemologia numa concepção integradora. Pietrocola, M. (org). Florianópolis: UFSC, 2005. SÉRÉ, M. G; COELHO, S. M; NUNES, A. D. O papel da experimentação no ensino de física. In: Caderno Brasileiro de Ensino de. Física. v. 20, n. 1, p. 30-42, abr. 2003. ZANETIC, J. Física também é cultura. São Paulo, 1989.

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