Mapeamento dos artigos que discutem atividades experimentais publicados na RBEF e no CBEF: relação entre o nível de ensino e os conteúdos específicos de Mecânica

## MAPEAMENTO DOS ARTIGOS QUE DISCUTEM ATIVIDADES EXPERIMENTAIS PUBLICADOS NA RBEF E NO CBEF: RELAÇÃO ENTRE O NÍVEL DE ENSINO E OS CONTEÚDOS ESPECÍFICOS DE MECÂNICA

## MAPPING OF ARTICLES THAT DISCUSS EXPERIMENTAL ACTIVITIES PUBLISHED ON RBEF AND CBEF: RELATIONSHIP BETWEEN THE LEVEL OF EDUCATION AND THE SPECIFIC CONTENTS OF MECHANICS

## Waldemir de Paula Silveira , Agenor Pina da Silva , Luciano Fernandes Silva 1 2 3

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UNESP, Programa de Pós-graduação em Educação para a Ciência, waldemirdepaula@gmail.com 2 UNIFEI, Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências, agenor@unifei.edu.br 3 UNIFEI, Programa de Pós-graduação em Ensino de Ciências, lufesilva@unifei.edu.br

## Resumo

O objetivo deste trabalho foi investigar a relação entre o nível de ensino e o conteúdo específico de Mecânica abordado nos artigos que apresentam atividades experimentais publicados na Revista Brasileira de Ensino de Física e no Caderno Brasileiro de Ensino de Física no período compreendido entre o início de suas publicações (1979 e 1984, respectivamente) e junho de 2013. Para realizar esta investigação partiu-se de procedimentos metodológicos de natureza qualitativa. A análise dos dados obtidos permitiu verificar que parte significativa dessas atividades experimentais (60%) é destinada ao ensino superior na RBEF. No CBEF, devido ao foco da revista, este número passa a ser de 35%. Em ambas as revistas verificou-se um pequeno número de atividades voltadas para nível fundamental de ensino. Este resultado pode estar associado ao fato de que a maioria dos professores dessas séries não possuir formação na área de Física. Observou-se, também, que o conteúdo específico de dinâmica é o mais abordado nesses trabalhos, sendo 40% no CBEF e 58% na RBEF. Quanto à correlação entre os conteúdos de Mecânica e o nível de ensino, constatou-se que 39% das propostas destinadas ao ensino superior trabalham com o conteúdo de dinâmica. Considerando cada periódico isoladamente, o tema de dinâmica está presente em 30% das atividades voltadas ao ensino médio no CBEF e na RBEF 51% dos trabalhos voltados ao ensino superior abordam este conteúdo.

Palavras-chave : Estado da Arte, Atividades Experimentais, Mecânica, Ensino de Física

## Abstract

The objective of this study was to investigate the relationship between level of education and the specific content of Mechanical addressed in articles that present experimental activities published in the Revista Brasileira de Ensino de Física and the Caderno Brasileiro de Ensino de Física in the period from the beginning of its publications (1979 and 1984 respectively) and June 2013. To perform this

investigation started of methodological procedures of qualitative nature. The data analysis has shown that a significant proportion of these experimental activities (60%) is destined to higher education in RBEF. In CBEF, due to the focus of the magazine, this number rises to 35%. In both magazines found a small number of activities for basic schooling. This result may be associated with the fact that most teachers of these series do not have training in Physics. It was observed also that the specific content of dynamic is the most discussed in these articles, with 40% in the CBEF and 58% in the RBEF. Regarding the correlation between the contents of Mechanics and the level of education, it was found that 39% of proposals to higher education work with content of dynamic. Whereas each journal separately the subject of dynamics is present in 30% of activities aimed at high school in the CBEF and in the RBEF this content is considered in 51% of works destined to higher education.

Keywords : State of the Art, Experimental Activities, Mechanics, Physics Teaching

## Introdução

A utilização de atividades experimentais tem sido vista como uma possibilidade concreta de tornar o ensino dos conteúdos de Física mais atraentes para os alunos, sobretudo os da educação básica. Além disso, as atividades experimentais são frequentemente apontadas como essenciais para ensinar aspectos relativos a natureza da produção do conhecimento em Física.

De acordo com Carlos et al. (2009) a utilização de atividades experimentais tem sido frequentemente investigada no Brasil nas últimas décadas. Os autores indicam que a '(...) utilização de atividades experimentais ainda não se consolidou na prática da maioria dos professores dessa ciência no país' (p. 2). Para eles, a inserção delas no currículo, '(...) ainda é alvo de muitos debates e questionamentos no meio pedagógico, principalmente, no que diz respeito ao seu papel no ensino' (p. 2).

Para Borges (2002), os professores acreditam que a introdução de atividades experimentais seja relevante no processo de ensino-aprendizagem. Entretanto, estas atividades, muitas vezes, não são realizadas, mesmo com a presença de laboratório e equipamentos nas escolas. O autor aponta que a falta de tempo para planejar e realizar as atividades e a ausência de recursos para a compra e manutenção dos equipamentos estão entre os principais motivos apresentados pelos professores que dificultam a utilização de atividades experimentais. Com relação a este tema, entendemos que, se devidamente abordadas, as atividades experimentais podem se transformar num importante recurso pedagógico no processo de ensino-aprendizagem, pois elas têm a capacidade de atrair a atenção do aluno e de motivá-lo na compreensão dos conceitos físicos envolvidos, além de contribuir para uma formação mais ampla quando tais atividades permitem ao educando uma participação mais efetiva.

Nesta mesma perspectiva, há inúmeros trabalhos que abordam este assunto, entre eles podem ser citados Axt & Moreira (1991), Barbosa e t al . (1999), Araújo & Abib (2003), Borges & Gomes (2005), Laburú (2006), Soares & Borges (2010), Arrigone & Mutti (2011) e Rinaldi & Guerra (2011). Em Araújo e Abib (2003), por exemplo, são discutidos os diferentes enfoques e as diferentes finalidades

presentes em atividades experimentais para o Ensino de Física. Neste trabalho, eles analisaram cento e seis artigos, entre 1992 e 2001, publicados no Caderno Brasileiro de Ensino de Física (CBEF), na Revista Brasileira de Ensino de Física (RBF) e em seu encarte Física na Escola (FE). Eles concluíram que a experimentação continuava sendo tema de grande interesse dos pesquisadores, apresentando essa estratégia ampla gama de enfoques e finalidades para o ensino de Física.

- O trabalho aqui descrito se volta para uma perspectiva próxima à desses autores, porém com enfoque em Mecânica. De modo mais específico, nos interessamos em investigar nas propostas de atividades experimentais publicadas nas revistas RBF e CBEF quais conteúdos de Mecânica estão presentes e o nível de ensino para o qual estas atividades experimentais foram elaboradas.
- A escolha da Mecânica como foco deste trabalho reside no fato que, conforme constatado por Ostermann (2006), grande parte do Ensino Médio é destinada à Mecânica (cinemática e leis de Newton), sendo que, muitas vezes, quase toda a primeira série do Ensino Médio é destinada à cinemática. (p. 81). Além disso, a maior parte das atividades experimentais propostas em periódicos nacionais também envolve este tema (ARAÚJO & ABIB, 2003).
- É importante salientar que a RBEF surgiu em 1979, mas até 1991 se chamava Revista de Ensino de Física e o CBEF teve início em 1984, contudo, até 2001 se chamava Caderno Catarinense de Ensino de Física. Estes dois periódicos especializados na área de ensino de Física no Brasil foram escolhidos, conforme também é expresso por Moraes & Barbosa (2011), devido a sua importância na área de ensino de Física e na pesquisa em ensino de Física no Brasil. Também conforme expresso por Araújo & Abib (2003), eles trazem artigos procedentes de importantes instituições de ensino - daí sua expressividade - de diferentes estados, de diversos pesquisadores e de fácil acesso, permitindo, desta forma, um mapeamento mais amplo dos trabalhos que estão sendo desenvolvidos na área de ensino de Física.

## Procedimentos Metodológicos

Esta investigação é de natureza qualitativa. O trabalho proposto é resultado de uma pesquisa bibliográfica, identificada com trabalhos que se denominam como sendo do tipo Estado da Arte, que se caracterizam, conforme assinala Ferreira (2002), pelo levantamento da produção acadêmica sobre determinado assunto em certo período de tempo de forma a melhor compreender os aspectos que estão sendo considerados e os rumos que tais produções acadêmicas estão tomando.

- A respeito deste tipo de pesquisa, Guimarães (2011) afirma que ela visa à realização de 'um balanço das respectivas áreas de conhecimento, com a finalidade de diagnosticar temas relevantes, emergentes e recorrentes. Indica os tipos de pesquisa, organiza as informações existentes bem como localiza as lacunas existentes' (p. 93).
- O corpus documental desta investigação é composto de cento e dezenove artigos publicados na RBEF e no CBEF que abordam a experimentação em Mecânica no período compreendido entre o início das publicações (1979 e 1984, respectivamente) e o primeiro semestre de 2013. Neste corpus documental foram considerados todos os artigos que enfocam o referido conteúdo e isto inclui os artigos relacionados à formação continuada de professores bem como relacionados à pesquisa junto aos estudantes com o fim de, por exemplo, analisar as concepções espontâneas destes.

Para a realização desta revisão bibliográfica os trabalhos, cujo acesso é livre por meio da internet, foram primeiramente selecionados levando em consideração a experimentação em Mecânica. Para isto, procurou-se verificar através do título do artigo se o mesmo considera a Mecânica na proposta experimental. Caso isto não fosse possível, recorria-se ao resumo da proposta apresentada no próprio artigo. Os tópicos, conforme salientado anteriormente, discutidos neste trabalho são:

Conteúdo Específico: Neste caso procurou-se verificar qual assunto de Mecânica é considerado na proposta experimental, ou seja, se cinemática, dinâmica, energia ou estática.

Nível de Ensino: Procurou-se verificar nesta categoria para qual nível de ensino é destinada a atividade experimental, ou seja, se é destinada ao nível básico (fundamental e médio) e/ou ao nível superior. Muitas vezes os artigos não trazem de forma explícita essas informações. Neste caso, foi verificado se a proposta experimental apresentada exige ou não conhecimentos que vão além do nível básico, se a montagem e utilização de equipamentos são viáveis ou não para serem realizados no nível básico e se o tratamento matemático utilizado nas atividades é compatível ou não com este nível de ensino.

## Análise e Resultados

## Nível de Ensino

Quanto ao nível de ensino, os dados obtidos estão apresentados na Tabela 1. No CBEF a grande maioria dos trabalhos se destina aos ensinos médio e superior (68%). Esse fato está em consonância com o foco da revista , que é voltado 1 prioritariamente para os cursos de formação de professores de Física. Também é amplamente utilizado em cursos de pós-graduação em Ensino de Ciências/Física e em cursos de aperfeiçoamento para professores do nível médio.

Quanto à RBEF, constatou-se que aproximadamente 60% dos artigos analisados trazem atividades destinadas ao ensino superior. Esse resultado também está de acordo com o foco da revista , que está voltada à publicação de artigos 2 voltados ao ensino e pesquisa em Física. Considerando os dois periódicos, a quantidade delas destinadas ao nível fundamental é pequena (sete artigos). Também foram encontrados experimentos que podem ser realizados tanto no ensino médio/fundamental e médio/superior. A presença majoritária de atividades direcionadas aos ensinos médio e superior é evidente na Tabela 1 (94% aproximadamente).

Apesar do período de análise ser diferente do utilizado aqui, este resultado também foi verificado por Queiroz & Silva (2008), quando analisaram trabalhos publicados nas Atas do Encontro de Pesquisa em Ensino de Física (EPEF) e no Simpósio Nacional de Ensino de Física (SNEF), de 1996 a 2006. Segundo eles, 'Quanto ao público alvo, os trabalhos são voltados essencialmente para os níveis Médio e Superior; sendo que ao longo dos eventos encontramos uma oscilação na frequência dos mesmos, ora os trabalhos são em sua maioria voltados para o Ensino Médio, ora para o Nível Superior' (p. 4).

Um dos motivos para a presença de pequeno número de atividades voltadas para o ensino fundamental pode estar associado ao fato de que a maioria dos

professores dessas séries não ter a formação direcionada para conceitos específicos da Física, impossibilitando abordagens de conteúdos em experimentos que poderiam ser realizados em sala de aula (SCHROEDER, 2007; URIAS & ASSIS, 2009).

Tabela 1: Nível de ensino

Ainda para Schroeder (2007), o ensino de ciências no ensino fundamental deve permitir às crianças o desenvolvimento de valores afetivos necessários ao seu aprendizado. Desta forma, nesta faixa de escolarização, o ensino de um conceito em todo o seu rigor científico não se deve ter em vista, antes, devem-se oferecer oportunidades de aprendizado por meio de experimentos que conduzam os educandos à observação e à coleta organizada de dados, à expressão clara de procedimentos, e aos resultados e conclusões e à discussão crítica de todo o processo.

Nesta perspectiva, Campos et al. (2012) apontam que o estudo dos fenômenos físicos tem pouca relevância nas séries iniciais do ensino fundamental, especialmente na rede pública de ensino, visto que o enfoque maior é dado às ciências biológicas. Segundo eles, 'é nessa fase que a criança pode ter o contato com certos conceitos científicos que poderão lhe despertar o gosto pela ciência' (p. 1402-2).

## Conteúdos Específicos de Mecânica

Os conteúdos específicos de Mecânica considerados englobam a cinemática, dinâmica, energia e estática. Na Tabela 2 é apresentado o número de artigos correspondente a cada conteúdo de Mecânica abordado. Nesta tabela, observa-se a predominância de propostas relacionadas à dinâmica (50%). Em segundo lugar, encontra-se a cinemática (29%) e em terceiro lugar, tem-se o conteúdo de estática (11%). As que consideram, ao mesmo tempo, a cinemática e a dinâmica correspondem a 10% do total dos artigos analisados. Por fim, verifica-se que não foram encontradas propostas que abordam o conteúdo de energia.

Tabela 2: Conteúdos específicos de Mecânica

Souza & Donangelo (2012) apontam que no currículo de Física do ensino médio cada vez menos a cinemática tem sido considerada. Para esses autores, isso acontece devido, em parte, à forma como seus conceitos são tradicionalmente trabalhados, ou seja, fora da realidade do educando e privilegiando seus aspectos matemáticos, o que tem comprometido a capacidade de raciocínio dos alunos e contribuindo para a formação de uma imagem equivocada da Física, de que esta se reduz ao uso de fórmulas a serem decoradas e aplicadas em situações descontextualizadas. Esta realidade também é apontada por Catelli et al. (2010). Segundo eles, abusa-se do ensino repetitivo que envolve soluções de problemas em grande quantidade e, frequentemente, sem relevância para os educandos.

Ainda sobre este assunto, Axt (1990) e Pereira et al. (2012) argumentam que a abordagem da cinemática nas escolas do nível médio esbarra sempre na dificuldade de se obter medidas de tempo que sejam confiáveis e reprodutíveis.

Em se tratando da dinâmica, alguns pesquisadores também assinalam que em alguns tópicos existem dificuldades na realização de experimentos devido, por exemplo, a medida de intervalos muito curtos como na determinação do momento de inércia de um corpo rígido (PUPO & ZIEMATH, 2002) e a falta de experimentos simples para se trabalhar a mecânica dos fluídos (ALMEIDA et al. , 1995).

Quanto à estática, Almeida & Vaniel (1995) apontam que o estudo desse conteúdo, nas escolas de ensino fundamental e médio, fica comprometido devido à dificuldade de se obter medidas de força em situações de equilíbrio que sejam confiáveis e reproduzíveis.

Na Tabela 3 é apresentada a articulação entre os conteúdos de Mecânica e o nível de ensino. Esta tabela mostra que a grande maioria das propostas destinadas ao ensino superior e ao ensino médio trabalha com a dinâmica. Quanto ao conteúdo de cinemática, ele também é destinado, em sua maioria, ao ensino médio e ao ensino superior. Para estes níveis também são destinadas a maioria das propostas que abordam o conteúdo de estática.

Tabela 3: Conteúdos específicos de Mecânica e nível de ensino

## Considerações Finais

Conforme discutido no decorrer deste trabalho, a experimentação no ensino de Física pode contribuir para o desenvolvimento de habilidades imprescindíveis para a formação do educando, podendo conferir-lhe um papel mais ativo no processo de aprendizado. Entretanto, também é ressaltado que o uso dela não implica, necessariamente, em melhoria da qualidade de ensino se não forem criados

espaços de reflexão, discussão e de desenvolvimento de ideias que motivem e cativem os estudantes a aprender Física.

Quanto aos resultados obtidos nesta pesquisa, considerando o nível de ensino, constatou-se, Tabela 1, que preponderam propostas destinadas aos ensinos médio e superior (94%), sendo que, na RBEF observou-se a presença majoritária de propostas destinadas ao ensino superior (em torno de 60%). Para o ensino fundamental, em ambas as revistas, verificou-se a presença de pequeno número de atividades voltadas para este nível isso, podendo este resultado estar associado ao fato de que a maioria dos professores dessas séries não ter formação direcionada para conceitos específicos da área. Considerando os conteúdos específicos de Mecânica, Tabela 2, verificou-se que prevaleceu o estudo da dinâmica nas propostas experimentais. Além disso, a partir da correlação entre nível de ensino e conteúdos específicos de Mecânica, Tabela 3, verificou-se que 39% das propostas destinadas ao ensino superior trabalham com o conteúdo de dinâmica. Considerando cada periódico isoladamente, o tema de dinâmica está presente em 30% das atividades voltadas ao ensino médio no CBEF e na RBEF 51% dos trabalhos voltados ao ensino superior abordam este conteúdo.

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