DIFICULDADES PARA APRENDER FÍSICA NO NÍVEL MÉDIO: implicações e possíveis vias de superação

## DIFICULDADES PARA APRENDER FÍSICA NO NÍVEL MÉDIO:

## implicações e possíveis vias de superação. DIFFICULTIES TO LEARN PHYSICS IN HIGH SCHOOL: implications and possible ways of overcoming.

## SANTANA, Dan O. 1

## NUÑEZ, A. M. 2 MAYORAL, L.N. 3

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Bahia (IFBA) - Salvador/Departamento de Física/<dan.san5101@gmail.com>.

2 Universidad de Mendoza/Facultad de Ingeniería - Mendoza/<ana.nunez@um.edu.ar>.

3 Universidad Nacional de Cuyo - Mendoza/<lmayoralnouveliere@yahoo.com.ar>.

## Resumo

A disciplina Física tem sido aquela que mais reprova os estudantes no nível médio e isso é um problema que tem mobilizado investigadores e professores para a busca de uma solução, tanto no âmbito da Pedagogia como da Didática. O surgimento recente da Didática das ciências naturais tem mostrado limites que aparecem na hora de propor conteúdos epistemológicos no ensino de ciências. Com base nos dados disponíveis sobre reprovação em Física no IFBA, o objetivo do presente trabalho foi identificar as causas que influenciam no rendimento dos alunos, a fim de diagnosticar o problema, avaliar a instituição quanto à disciplina Física, fazer a gestão de uma sequência didática inovadora numa unidade e avaliar o desempenho docente a partir da avaliação da sequência. Os resultados qualitativos e quantitativos alcançados apontaram algumas vias de ação que podem alterar esse quadro. Uma constatação foi o distanciamento que ainda existe entre o ensino e a aprendizagem, herança de projetos de ensino de Física e da formação de professores. Outras constatações dizem respeito às fortalezas e possibilidades de que o IFBA dispõe, assim como suas debilidades e necessidades. Quanto à sequência, a avaliação lhe atribuiu 'alta idoneidade didática', tendo favorecido a aprendizagem conceitual da mecânica clássica. Com isso, o caráter inovador da sequência e a revisão bibliográfica sugerem vias possíveis para diminuir as dificuldades dos alunos para aprender Física.

Palavras-chave : Ensino. Aprendizagem. Sequência didática. Idoneidade didática.

## Abstract

The Physics Course has been the one which most students have failed in the High School, and this is a problem that has motivated teachers and researchers to find a solution, both in Pedagogy and Didacticism. The recent birth of Didacticism in the natural sciences has exposed limits that appear whenever epistemological contents are proposed in the sciences teaching process. Based on available data on disapproval cases in Physics at IFBA, the objective of this work is to identify the causes that influencing students' productivity in order to determine the problem, evaluate the institution as to the Physics Course, manage a breakthrough didactic sequence in a trimester and evaluate the teacher performance based on the sequence evaluation. The reached qualitative and quantitative results show some courses of action that may change this picture. An important finding was the distance that still persists between teaching and learning, inheritance of projects of the

teaching of Physics and teachers' graduation. Other findings concerned IFBA fortresses and possibilities, as well as its weaknesses and needs. As to the sequence, the evaluation assigned "high didactic suitability", having favored the conceptual learning of Classic Mechanics. So, the innovative touch of the sequence and the literature review suggest reasonable ways to ease the hardships of students to learn Physics.

Keywords : Teaching. Learning. Didactic sequence. Didactic Suitability.

## Introdução

Os estudos divulgados pela Revista Iberoamericana de Educação (RIE, 2009) mostram a preocupação com a escola e o fracasso escolar na América Latina, relacionando-o com a retenção, a distorção idade-série e a evasão escolar, que têm sido considerados os pontos críticos dos sistemas educativos da região (TIANA, 2009). Nesta mesma publicação, Feito (2009) tratou do êxito escolar para todos ao se deter na opção dos países da União Europeia em trabalhar a favor de que a maioria da população alcançasse êxito até o nível secundário. Com isso, ele constatou que o êxito e o fracasso escolar se distribuíam de modo desigual entre os distintos grupos sociais, dos quais os menos favorecidos alcançavam, sistematicamente, os piores resultados, tornando a escola uma instituição excludente, especialmente a partir do secundário (FEITO, 2009).

A melhoria da eficácia escolar ( Effective School Improvement - ESI) na América Latina foi estudada por Murillo (2011) na RIE (2011). Segundo o autor, a ESI foi uma linha de trabalho desenvolvida por equipes de investigadores de oito países europeus e conseguiu mobilizar investigadores do Chile, México, Espanha, Peru, República Bolivariana da Venezuela para verificar a possibilidade de adequar o modelo europeu à realidade social e educacional da região.

Na Argentina, Etcheverry (2009) publicou o livro A tragédia educativa no qual apresentou sua análise sobre a educação naquele país, uma década antes da publicação. Ele apresentou elementos que indicaram perda de qualidade da educação ano após ano, quando se referiu ao estudo do Ministério de Educação da Nação que investigou as expectativas dos pais de alunos sobre a escola e a formação escolar. Os resultados informaram que somente 8% dos entrevistados esperava que a escola estimulasse a aprendizagem, enquanto 21% esperava a preparação para o trabalho e 22,4% esperava que evitasse a inclinação dos jovens para o uso de drogas. Segundo o autor, isso poderia ser uma causa da indiferença juvenil frente ao desempenho escolar.

No Brasil, a perda de qualidade das escolas públicas é amplamente conhecida e fica mais evidente a partir dos dados divulgados recentemente pelo Ministério da Educação, informando que a taxa de conclusão foi de 36,7%, no período 2011/2012, no nível médio integrado. Este índice pode ser atribuído à ineficácia das políticas públicas, pequeno investimento para a educação, inadequação dos currículos escolares, desigualdade socioeconómica dos estudantes e formação e capacitação dos professores. Isso evidencia a presença de fatores internos e externos atuando sobre a eficácia escolar.

Esta realidade que ultrapassa a região latino-americana motivou a realização da investigação aqui apresentada que teve o objetivo de identificar as causas que influenciam no rendimento dos alunos do IFBA, na disciplina Física. A investigação

fez parte do curso de doutorado em Ciências da Educação da Faculdade de Filosofia e Letras, da Universidad Nacional de Cuyo, em Mendoza, Argentina.

## 1 ETAPAS DA INVESTIGAÇÃO EMPÍRICA

O objeto de estudo da investigação foi o processo de ensino e aprendizagem da disciplina Física no 1º ano do nível médio de formação profissional do IFBA (Salvador) e teve como meta conseguir que um maior número de estudantes alcançasse os níveis adequados e exigidos de aprendizagem de Física, para concluir seus estudos no tempo previsto. Com isso se formulou o objetivo principal que foi identificar os fatores que estavam influindo no rendimento acadêmico dos alunos na disciplina Física, no primeiro ano do nível médio de ensino do IFBA. A amostra foi composta por dois grupos (controle e experimental) de 40 alunos cada, no ano 2012.

O ponto de partida foi o estudo diagnóstico feito junto às fontes documentais da instituição sobre os níveis de reprovação em Física em todas as turmas do 1º ano, no período 2009-2011, cujos resultados são mostrados no Quadro nº 1 que se vê a seguir.

QUADRO 1 - Distribuição percentual de reprovação dos alunos em Física no campus Salvador do IFBA.

FONTE: Diretoria de Gestão das Tecnologias de Informação (DGTI) - IFBA.

Também se buscou fazer o diagnóstico a partir das respostas dos estudantes entrevistados que já tinham estudado Física no IFBA, onde se destacaram:

- a) 85% dos alunos repetentes entrevistados havia sido reprovado em Física;
- b) 83% de todos entrevistados declarou que utilizava livro-texto de Física;
- c) Os principais fatores responsáveis pela dificuldade na aprendizagem de Física foram: a comunicação na sala de aula (55%); matemática (31,5%) e a desorganização escolar (13,4%).

A meta e o objetivo da investigação, combinados com a revisão da literatura permitiram selecionar cinco linhas orientadoras, a saber:

- a) Aprendizagem significativa e ideias prévias (David Ausubel, 1983);
- b) Perfil epistemológico (Bachelard, 1996 e Adúriz-Bravo, 2005) ;
- c) Tendências do ensino de Física no Brasil (Moreira, 2000);
- d) Análise crítica ao cambio conceitual (Moreira e Greca, 2003);
- e) Melhoria da eficácia escolar (Murillo, 2011).

Na etapa seguinte, foram realizadas as seguintes atividades:

- a) Desenho, elaboração e validação de instrumentos para o diagnóstico estudantil;
- b) Desenho, elaboração e validação dos instrumentos necessários para realizar uma avaliação institucional;
- c) Desenho e gestão de uma sequência didática inovadora, e avaliação de sua idoneidade didática.

No diagnóstico estudantil foram utilizadas as técnicas da entrevista semiestruturada e um questionário com perguntas fechadas. Os instrumentos foram validados por professores de Física do IFBA. Nele, foram observadas semelhanças do perfil estudantil com respeito à idade, tipo de escola frequentada antes de ingressar no IFBA, composição das turmas por sexo, quantidade de alunos e repetentes em cada turma.

A avaliação institucional concentrou-se na área de Física no nível médio de ensino e utilizou instrumentos validados por especialistas estrangeiros de reconhecida competência técnica. Eles foram utilizados com os professores de Física, pedagogos e diretores do IFBA. Além do mais, se utilizou o modelo 'V' de Avaliação e Planejamento da Red Internacional de Avaliação Universitaria (RIEV), junto com os critérios da Comisión Nacional de Avaliação y Acreditación Universitaria (CONEAU), da Argentina.

A sequência didática foi desenvolvida na segunda unidade/2012, cujo conteúdo é leis de Newton do movimento . Na sua elaboração foram aceitas três dimensões de competências: formação lógico-dedutiva , resolução de problemas e habilidades para a comunicação escrita , cujo detalhamento se vê no Quadro nº 2.

QUADRO 2 - Dimensões de competências e os critérios adotados para avaliar o desempenho dos alunos em Física.

FONTE: Elaboração própria.

- O caráter inovador da sequência vinculou-se à abordagem da mecânica clássica, prioritariamente em uma perspectiva conceitual, introduzindo atividades com vídeos educativos, painel em sala de aula, aulas práticas de laboratório e resolução de problemas, combinados com aulas expositivas.

## 2 ENSINO DE FÍSICA

No Brasil, quando se abordam as dificuldades no ensino, geralmente se atribui aos estudantes a principal responsabilidade. Algumas razões que se expõem nas escolas brasileiras são:

- a) O limitado domínio das habilidades e competências dos alunos para os cálculos matemáticos;
- b) As limitações para ler, compreender e interpretar textos científicos;
- c) O desinteresse que se instala como um círculo vicioso, atribuído, geralmente, à baixa autoestima do sujeito ao conviver com o fracasso escolar.

Reconhecidamente, a reprovação em Física constitui um quadro desafiador para a escola pública, instituição comprometida com a inclusão social, responsável pela formação de cidadãos críticos. Por isso, julgamos oportuno resgatar o estudo de Moreira (2000), quando analisou alguns projetos de ensino de Física como o PSSC (Estados Unidos) e outros que nele se inspiraram, a exemplo do Nuffield (Inglaterra), Harvard Physics Project (Estados Unidos) e Projeto de Ensino de Física (Brasil). Em sua análise, o autor constatou uma característica que julgou relevante: a falta de concepção de aprendizagem em todos os projetos . Quer dizer, os projetos foram muito claros ao abordar o ensino de Física, porém pouco, ou nada disseram sobre como aprendê-la (MOREIRA, 2000).

As alternativas da investigação, relacionadas com o problema, foram:

- a) a diversificação das estratégias e meios de ensino que motivou mais os alunos;
- b) o ensino dos conceitos de Física que se revelou mais rico e, consequentemente, mais exigente em termos da formação do professor;
- c) a busca do consenso sobre a avaliação que foi mais assimilada quanto a avaliar competências, habilidades e atitudes;
- d) a utilização de recursos didáticos mais adequados que despertou maior interesse dos alunos para aprender Física.

## 3 APRENDIZAGEM DE FÍSICA

O interesse de Moreira (2000) com a aprendizagem o direcionou ao paradigma das emergentes investigações em ensino de Física, que tiveram maior evidência na década de 1970 com o estudo das chamadas concepções alternativas. Entretanto, esta área só veio a se consolidar nos anos 1980, com as investigações sobre a mudança conceitual. Desde então, adquiriram evidência outros objetos de estudo, como a resolução de problemas, representações mentais dos alunos, concepções epistemológicas dos professores e formação inicial e continuada de professores. Além do mais, surgiram contribuições relevantes para o processo de ensino e aprendizagem de Física no nível médio, como Física do cotidiano, equipamentos de baixo custo, ciência, tecnologia e sociedade (CTS), história e filosofia da ciência, Física contemporânea e novas tecnologias (MOREIRA, 2000).

Um segundo ramo de estudos que tem se consolidado nos últimos anos é a Psicologia Educacional, considerada o ramo da Psicologia que estuda a aprendizagem humana nas escolas e analisa as diferentes formas como ela ocorre e o papel das intervenções para melhorar o processo de ensino e aprendizagem. Aquilo que Moreira (2000) constatou na análise dos projetos mostra o distanciamento entre o ensinar e o aprender Física no ensino médio do Brasil. É razoável supor que isso seja uma das causas do baixo desempenho dos estudantes nesta disciplina do currículo.

Quanto à aprendizagem de Física, o estudo conseguiu identificar:

- a) a necessidade de construir uma nova imagem da disciplina junto aos alunos;
- b) a importância de que ocorra uma mudança no papel do professor, levando em conta a competência técnica combinada com o seu perfil profissional e epistemológico;
- c) a importância das ideias prévias do aluno para a aprendizagem;
- d) a importância das novas tecnologias para facilitar a aprendizagem;
- e) o papel ativo do sujeito que aprende no processo de aprendizagem;
- g) a importância da comunicação eficiente e em tempo hábil sobre a avaliação da aprendizagem e seus objetivos;
- i) a forte tendência dos professores e alunos para uma abordagem matemática da Física.

## 4 ENFOQUES DIDÁTICO E EPISTEMOLÓGICO

As investigações sobre ensino de Física têm recebido valiosas contribuições de outras que se desenvolvem no campo da Didática das ciências naturais, da Epistemologia, de CTS, além da concepção semântica das teorias científicas, no processo de ensino e aprendizagem das ciências naturais. Estes enfoques são de responsabilidade de cientistas de distintas partes do planeta entre os quais estão

Moreira (2000), Moreira e Greca (2003), Mortimer (2006) e Lima e Grillo (2008), no Brasil; Adúriz-Bravo (2001, 2005 e 2006), Camilloni et al. (2007), Mazzitelli (2007), Nuñez, A. (2008), Ariza e Adúriz-Bravo (2011), UNCUYO (2012), na Argentina; Pozo (1987 e 2006), Perassi (2009), Godino (2011), na Espanha e Téllez (2010), no México.

A produção teórico-experimental disponível na literatura específica possibilitou refletir sobre a importância da formação inicial e permanente dos professores de ciências no Brasil. Isso talvez seja uma das variáveis capaz de diminuir as dificuldades dos alunos na aprendizagem de Física. Mais uma vez, é razoável supor que tal formação possa contribuir para consolidar e qualificar ainda mais os programas de capacitação de professores, em formação ou em atividade, no âmbito das instituições federais de ensino, sob a responsabilidade do Ministério de Educação do Brasil.

Situada no âmbito da Pedagogia, a investigação e sua revisão bibliográfica estiveram direcionadas para o estudo do processo de ensino e aprendizagem de Física. Com isso, a revisão contribuiu para construir o marco teórico e para ajudar na reflexão e na revisão da prática profissional do investigador.

## 5 RESULTADOS

Os resultados obtidos com a investigação realizada no IFBA no ano de 2012 constam, basicamente, de:

## i. RESULTADOS QUALITATIVOS OBTIDOS NA GESTÃO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA INOVADORA

A avaliação qualitativa se fez a partir da observação empírica, ao acompanhar as mudanças de comportamento e de atitude dos estudantes do grupo experimental durante a gestão da sequência.

Em sua maioria, os estudantes demonstraram mais disposição e comprometimento na realização das tarefas propostas, e isso significou maior motivação para estudar Física. Outro aspecto observado foi que, em algumas atividades, mesmo depois do final da aula, os estudantes permaneceram na sala, trabalhando. Além do mais, as atividades em grupo, realizadas tanto na sala de aula como no laboratório, alcançaram o objetivo de conseguir uma atuação mais cooperativa e respeitosa dos estudantes.

## ii. RESULTADOS QUANTITATIVOS OBTIDOS NA GESTÃO DA SEQUÊNCIA DIDÁTICA

Neste caso, foi avaliado de que modo a sequência contribuiu com a aprendizagem de Física no grupo experimental. Para isso, foi calculado o percentual de estudantes que aumentou a quantidade de respostas corretas do FCI no pósteste, comparando-o com a quantidade obtida no pré-teste. Os resultados estão apresentados no gráfico que se vê no Gráfico nº 1.

GRÁFICO 1 - Distribuição percentual do favorecimento de aprendizagem de Física com a sequência didática.

FONTE: Elaboração própria.

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Como se pode observar, 70% dos estudantes teve a aprendizagem favorecida com a sequência didática e este foi outro aspecto positivo observado com a sua utilização. A avaliação contínua, em si, esteve direcionada para identificar se os pontos acordados necessitavam de mudanças, por exemplo, no cronograma de atividades para a sua adequação. A avaliação da aprendizagem cumpriu o papel de reorientar a atuação de alunos e professor, além de atender às exigências legais de atribuir notas ao desempenho individual de cada aluno.

Além do mais, foram comparados os rendimentos dos estudantes (25% mais alto e 25% mais baixo) no tocante ao domínio das seis competências identificadas desde C1.1 até C3.2. O resultado deste estudo comparativo é mostrado no Gráfico nº 2.

GRÁFICO 2 - Estudo comparativo das médias alcançadas pelas competências nos grupos de alunos de alto e baixo rendimento em Física.

FONTE: Elaboração própria.

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Em primeiro lugar, se observa que no grupo de estudantes de mais baixo rendimento nenhuma das competências alcançou a média 3 (nível mínimo aceitável de domínio). Em segundo lugar, se observa que a diferença entre as médias nos dois gráficos se mantém aproximadamente constante. Em terceiro lugar, o gráfico sugere que existe a necessidade de um empuxo didático-pedagógico junto aos alunos de mais baixo rendimento, que seja capaz de aproximar os dois gráficos.

## iii. ALGUNS RESULTADOS QUALITATIVOS OBTIDOS NA AVALIAÇÃO INSTITUCIONAL

A avaliação institucional produziu os seguintes resultados qualitativos:

- a) Fortalezas e oportunidades no IFBA que poderão ser aproveitadas para diminuir os percentuais de retenção e evasão escolar dos alunos, com base no apoio governamental e na qualidade dos professores e demais profissionais da escola.
- b) Oportunidades para melhorar o desempenho institucional a partir dos contratos e convênios com as organizações do setor produtivo, firmados na área de extensão.
- c) Necessidades do IFBA em termos de mobilizar o coletivo dos professores de Física para estabelecer um referencial teóricoprático orientador do processo de ensino e aprendizagem, identificar a vocação dos alunos para os cursos técnicos oferecidos, acompanhar os egressos, criar a instancia de avaliação entre pares com exame anual para avaliar o desempenho individual dos professores, direcionar a política do libro texto para atender ao ensino de Física conceitual, destinar mais investimentos na modernização dos laboratórios de Física, estabelecer prioridades na política de capacitação docente.
- d) Debilidades localizadas no planejamento, tais como ausência de trabalho coletivo para propor alternativas capazes de superar o baixo rendimento dos alunos, falta de consenso entre os entrevistados da equipe multidisciplinar e professores de Física e diretores acerca da importância de levar em conta o rendimento alcançado pelos alunos no momento de planejar o ensino e a aprendizagem.

## iv. RESULTADOS OBTIDOS NA AVALIAÇÃO DA IDONEIDADE DIDÁTICA DA SEQUÊNCIA

A idoneidade didática da sequência foi avaliada a partir dos indicadores de idoneidade propostos por Godino (2011), que são: idoneidade epistêmica, cognitiva, afetiva, interacional, mediadora e ecológica. O uso da metodologia de avaliação formulada por Godino (2011) permitiu verificar em que medida a sequência didática atendeu a certas características para ser qualificada como idónea com relação às finalidades propostas.

Para ilustrar a metodologia utilizada e atendendo ao limite de extensão deste trabalho, é apresentada a seguir a avaliação da idoneidade epistêmica que teve os indicadores e respectivas valorações qualitativas: (1) insuficiente; (2) escassamente; (3) parcialmente e (4) integralmente, como se vê no Quadro nº 3.

QUADRO 3 - Indicadores e valores obtidos na avaliação da idoneidade epistêmica da sequência didática.

FONTE: Elaboração própria.

O Gráfico nº 2 serve para ilustrar essa avaliação.

GRÁFICO 2 - Avaliação dos indicadores da idoneidade epistêmica da sequência didática.

FONTE: Elaboração própria.

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Como se pode observar, entre os indicadores desta idoneidade, somente o indicador nº 2 Foram apresentadas situações para gerar problemas - registrou um valor escassamente idôneo , indicando que a sequência deve ser melhorada neste aspecto. Em sua totalidade, a sequência obteve a classificação de 'alta idoneidade' .

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

A diminuição dos efeitos provocados pela dificuldade de aprendizagem de Física nas escolas brasileiras demonstra ser uma tarefa complexa e de difícil execução. Uma iniciativa pode ser buscar conhecer as causas do problema para, então, enfrentá-las. Sem abdicar da qualidade do ensino, a investigação aqui apresentada significou um esforço nesta direção.

A expectativa é de que os resultados alcançados consigam favorecer o debate entre professores de Física e dirigentes escolares no IFBA, para garantir a capacitação permanente dos professores. No caso da área de Física, onde o quadro de reprovação é preocupante, sugere-se uma análise crítica e uma reflexão coletiva sobre os resultados da investigação. É provável que isso favoreça a avaliação coletiva e a revisão das atuais práticas de ensino, tudo isso apoiado nas contribuições e descobertas das mais recentes investigações no campo da Didática das ciências naturais.

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