CAPACITAÇÃO DE PROFESSORES DE CIÊNCIAS PARA ENSINAR CONCEITOS DE FÍSICA NOS ANOS INICIAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL: CONCEPÇÕES, EXPECTATIVAS E PRÁTICA DOCENTE

## CAPACITAÇÃO DE PROFESSORES DE CIÊNCIAS PARA ENSINAR CONCEITOS DE FÍSICA NOS ANOS INICIAIS DO ENSINO FUNDAMENTAL: CONCEPÇÕES, EXPECTATIVAS E PRÁTICA DOCENTE

## TRAINING TEACHERS OF SCIENCES TO TEACH PHYSICAL CONCEPTS IN THE ELEMENTARY SCHOOL: CONCEPTIONS, EXPECTATIONS AND TEACHING PRACTICE

## Wagner da Cruz Seabra Eiras 1 Paulo Henrique Dias de Menezes 2

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sudeste de Minas Gerais, Câmpus Juiz de Fora/Departamento de Educação e Ciências, wagner.seabra@ifsudestemg.edu.br

2 Universidade Federal de Juiz de Fora/Departamento de Educação, paulo.menezes@ufjf.edu.br

## Resumo

Neste trabalho apresentamos resultados de uma investigação realizada no contexto de um curso de capacitação para professores que lecionam ciências no 4º e 5º anos do ensino fundamental, com o objetivo de orientar na elaboração de estratégias para o ensino de ciências. O curso investigado capacitava professores para ensinar conceitos básicos de física para crianças, por meio de uma metodologia baseada na construção de brinquedos científicos. Durante o curso desenvolvemos uma pesquisa para analisar as expectativas dos professores cursistas em relação ao desafio de transpor a metodologia proposta para sala de aula, através de entrevistas semiestruturadas, questionários e registros das aulas ministradas pelos professores em suas escolas. Os resultados evidenciam medos, constrangimentos e fragilidades em relação à formação em física desses professores, perante o desafio de ensinar de uma forma que não foram ensinadas. Nesse contexto, os conhecimentos da prática pedagógica e aqueles adquiridos no curso de capacitação se entrelaçam na ação em sala de aula, ajudando a superar o medo e a romper barreiras no sentido de um ensino de ciências integrado à formação geral do aluno. Alertamos para a necessidade de as propostas dos cursos de capacitação para educação em ciência, nos anos iniciais do ensino fundamental, atentar para as concepções dos professores em relação ao ensino de física, pois essas são construídas e retroalimentadas durante toda sua trajetória escolar, influenciando diretamente a futura prática docente.

Palavras-chave : Brinquedos Científicos, Ensino de Física, Educação em Ciência, Capacitação de Professores, Ensino Fundamental.

## Abstract

We present results of an investigation carried out in the context of a training course for teachers who teach science in the 4th and 5th years of primary education, with the aim of guiding the development of strategies for teaching science. The course enabled him investigated teachers to teach basic physics concepts to children through a methodology based on building scientific toys. During the course we

developed a survey to analyze the expectations of the participant teachers about the challenge of transposing the proposed methodology for the classroom, through structured interviews, questionnaires and records of classes taught by teachers in their schools. The results show fears, constraints and weaknesses in relation to physical training of these teachers, and the challenge of teaching in a way that have not been taught. In this context, knowledge of teaching practice and those acquired in the course of training intertwine in action in the classroom, helping to overcome fear and to break barriers towards an integrated teaching of science to the general education of the student. Alerted to the need for the proposed training courses for science education in the early years of elementary school, pay attention to teachers' conceptions about teaching physics, because these are constructed and fed back throughout his school career, directly influencing future teaching practice.

Keywords : Scientific Toys, Teaching Physics, Science Education, Teacher Training, Primary Education

## Introdução

## Professores que ensinam ciências nos anos iniciais do ensino fundamental

A maioria dos professores que ensinam ciências nos anos iniciais do ensino fundamental possui uma formação diferenciada para docência que permite - ou deveria permitir - transitar por diversas áreas do conhecimento. De forma geral, esses professores são graduados em Pedagogia, cuja grade curricular privilegia aspectos metodológicos e práticas didáticas em detrimento de conteúdos específicos, incluindo as ciências da natureza.

No geral, sem pretensão crítica, podemos concluir que os professores que lecionam nos anos iniciais do Ensino Fundamental possuem um conhecimento bastante fragilizado de Ciências, sendo este um dos principais problemas dessa área nesse nível de ensino (DELIZOICOV; ANGOTTI, 2000). Hamburguer (2007, p.96) destaca que 'não há, atualmente estrutura legal nem cursos adequados para uma boa formação dos professores das séries iniciais, talvez os mais importantes na educação das crianças!'. Para Barolli e Belusci:

Há que se criar, portanto, outras possibilidades, inclusive depois da formação inicial, que contribuam efetivamente para o desenvolvimento profissional dos professores, em particular, no que respeita o domínio de conteúdos e de seu ensino. (BAROLLI, BELUSCI, 2013, p.154)

Assim, consideramos que uma das formas para suprir a necessária formação em Ciências dos docentes dos anos iniciais é a realização de cursos de capacitação para professores em exercício. Entretanto, percebe-se que na concepção desses cursos não há uma preocupação no sentido de acompanhar as mudanças que eles promovem, ou não, na prática pedagógica dos professores. Com isso, as estratégias e conhecimentos apreendidos, durante o processo de capacitação, se perdem rapidamente nas rotinas da sala de aula. Falta apoio e acompanhamento para que mudanças significativas se concretizem.

Desde 2012 temos trabalhado em um curso cujo propósito é capacitar professores do 4º e 5º anos do Ensino Fundamental para ensinar conceitos de física em aulas de ciências, por meio de uma metodologia baseada na construção de

brinquedos científicos (EIRAS; MENEZES, 2013). Um dos elementos diferenciais desse curso é o fato de ele propor atividades que visam o acompanhamento da transposição dessa metodologia para sala de aula. Essa transposição é feita em turmas piloto (selecionadas entre as escolas participantes do programa) em que os professores cursistas têm a oportunidade de colocar em prática aquilo que aprenderam no curso, com a colaboração de outros colegas e a supervisão de professores especialistas (instrutores do curso).

Neste trabalho apresentamos uma análise das concepções dos professores cursistas sobre o ensino de física e das expectativas deles em relação ao desafio de transpor a metodologia proposta para sala de aula, com o propósito de orientar a elaboração de novas estratégias para ensinar ciências no ensino fundamental.

## Metodologia de Pesquisa

A pesquisa foi desenvolvida com uma abordagem etnometodológica crítica (FLICK, 2009) para acompanhar, analisar e avaliar a apropriação de uma metodologia de ensino de ciências - baseada na construção de brinquedos científicos - por professores que lecionam ciências no 4º e 5º anos do ensino fundamental, durante um curso de capacitação, intitulado 'Brinca Ciência', desenvolvido no Centro de Ciências da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF).

Os dados utilizados na análise apresentada neste trabalho foram coletados por meio de registros em notas de campo de aulas ministradas pelos professores cursistas, cópias de materiais produzidos por seus alunos, entrevistas semiestruturadas e questionários aplicados no início e no decorrer do curso. Todos os professores cursistas foram esclarecidos sobre os propósitos da pesquisa, da qual aceitaram participar voluntariamente por meio da assinatura de um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE).

## Perfil do grupo investigado

O grupo investigado foi constituído por 15 professoras que lecionam ciências no 4º ano do ensino fundamental, participantes do 1º módulo do programa de capacitação 'Brinca Ciência', realizado de abril a novembro de 2012 (EIRAS; MENEZES, 2013) e por 18 professoras de ciências do 5º ano, participantes do 2º módulo do mesmo programa de capacitação, realizado de agosto a novembro de 2012. Todas as professoras lecionam na rede municipal de ensino de Juiz de Fora, MG e apresentam perfis bastante semelhantes. No grupo investigado, vinte professoras possuem curso superior em Pedagogia e vinte e três fizeram pósgraduação lato-sensu em Educação ou em Psicopedagogia. Trata-se de um grupo de professoras bastante experiente, em que a maioria atua no magistério há mais de 15 anos.

## O contexto da investigação

No período da investigação as professoras do 4º ano estavam participando do 3º encontro do 1º módulo do curso de capacitação e se preparavam para a primeira intervenção com os alunos. A dinâmica do curso previa atividades de intervenção em turmas piloto nas quais as as professoras procurariam transpor a

metodologia apreendida no curso para as aulas com seus alunos. Para esse grupo foi feita a seguinte pergunta:

- (01) 'Qual a sua expectativa no desenvolvimento da 1ª atividade (barco a sopro e periscópio) com os alunos do 4º ano no próximo encontro?'
- A partir das respostas a essa pergunta, sentimos a necessidade de investigar as concepções das professoras cursistas sobre o ensino de física. Pelo fato de as professoras do 4º ano já estarem envolvidas com as atividades do curso, julgamos que suas respostas poderiam ser influenciadas por essa experiência. Por isso, optamos por investigar essas concepções com as professoras do 5º ano, no primeiro momento do curso, antes do início das atividades, fazendo a seguinte pergunta:

(02) 'Expresse livremente suas concepções sobre o ensino de física'.

Nos dois casos as perguntas foram respondidas por escrito. A seguir, apresentamos a análise das respostas dadas a essas questões. Para preservar a identidade das professoras utilizaremos as siglas PC4 - quando professora cursista do 4º ano; e PC5 - quando professora cursista do 5º ano.

## Análise das respostas das professoras

## Quanto à expectativa para o desenvolvimento da 1ª atividade com os alunos

Das quinze professoras participantes do 1º módulo, dez professoras responderam a pergunta (1) e todas elas apresentaram expectativas bastante positivas em relação ao desenvolvimento da 1ª atividade com os alunos. Em suas respostas foram enfatizados aspectos cognitivos e/ou atitudinais esperados dos alunos. Havia uma expectativa nossa em relação à preocupação com o domínio dos conceitos de física, referentes à energia e suas transformações, no caso do barco a sopro, e à reflexão da luz, no caso do periscópio. Porém, isso não foi evidenciado em suas respostas.

Em relação à expectativa de promover o desenvolvimento cognitivo dos alunos, uma professora enfatizou que a atividade deverá proporcionar a

[...] descoberta de habilidades que os alunos possuem e ainda não sabem por falta de oportunidade para desenvolvê-las. (PC4.1)

Essa expectativa está relacionada à experiência que as professoras tiveram nos dois primeiros encontros, nos quais elas participaram ativamente do processo de construção dos brinquedos científicos. A professora PC4.6, por exemplo, enfatizou em seu depoimento:

O que mais me empolgou bastante é que sempre tive dificuldades para desenvolver atividades manuais, mas aqui eu consegui. (PC4.6)

A professora PC4.2, considera que a metodologia de aprender Ciência a partir da construção dos brinquedos científicos valoriza o trabalho dos alunos em grupo e a construção coletiva do conhecimento. A professora PC4.1 relatou a sua esperança de que a construção dos brinquedos científicos incentive o trabalho colaborativo entre os alunos. Essa expectativa de a metodologia promover o trabalho em equipe advém da experiência das professoras nos dois primeiros encontros nos quais eram incentivadas a colaborar umas com as outras num

processo dialógico de construção do conhecimento. O trabalho colaborativo entre professores foi estudado por MENEZES (2012) que concluiu ser este uma das formas de promover o desenvolvimento profissional docente e assegurar as bases de sustentação para mudanças na prática educativa.

Em relação aos aspectos atitudinais dos alunos, várias professoras evidenciaram expectativas voltadas para o entusiasmo, a criatividade, a curiosidade, o interesse e a participação deles no processo de ensino-aprendizagem. Essas expectativas contrapõem a crescente apatia dos alunos em relação aos conteúdos escolares em todos os níveis de ensino.

Penso que a curiosidade pelo novo possa instigar o desejo de aprendizagem da física pelos alunos. (PC4.10)

[...] eles irão se interessar. 'Criar um brinquedo' é sempre uma tarefa estimulante e divertida para as crianças. A curiosidade muito própria da criança será estimulada. (PC4.9)

No primeiro momento, imagino que as crianças irão ficar apreensivas [...] Posteriormente irão se encantar com a aula prática, pois para eles é uma grande novidade. (PC4.7)

À medida que eles forem descobrindo como funciona, a curiosidade será maior. (PC4.4)

- O desenvolvimento dessas atividades possibilita uma aprendizagem significativa, cujo objetivo é aprender brincando de uma forma prazerosa. (PC4.4)

Acho que as crianças vão ter mais facilidade do que nós adultos, pois elas não têm medo de errar. São atividades interessantes e desperta a curiosidade delas. (PC4.3)

Uma das professoras declarou que:

[...] o fato de elas serem 'presenteadas', certamente vai gerar alegria, euforia e sentimento de valorização e gratificação. (PC4.9)

Nessas falas aparecem diversos elementos que, de alguma forma, norteiam muitas das expectativas que temos enquanto professores de física, tais como: o 'desejo de aprender física', o 'estímulo à curiosidade'; a perspectiva da 'aula prática'; e a 'possibilidade de uma aprendizagem significativa'. Na metodologia proposta tudo isso é potencializado pelo fato de o aluno poder levar para casa o brinquedo produzido e socializar o conhecimento adquirido com familiares e amigos (EIRAS, MENEZES, 2013).

## Quanto às concepções das professoras sobre o ensino de física

Das dezoito professoras participantes do 2º módulo, dezessete responderam a pergunta (2). Em suas respostas a maioria descreveu a própria experiência em relação ao ensino de física quando alunas do ensino médio e de cursos de magistério.

Minha experiência com a disciplina foi baseada em decorar fórmulas e sem muitas experiências e explicações da parte do professor. (PC5.2)

[...] a física, assim também como a química, é algo inatingível, que pertence a um mundo para poucos. (PC5.6)

Eu, particularmente, nunca gostei de estudar física quando estava cursando o ensino médio. (PC5.7)

Para mim, o ensino de física não teve muita importância em minha aprendizagem. [...] tive muitas dificuldades em assimilar este conteúdo. (PC5.8)

[...] não me lembro das aulas, somente que achava difícil e que não teria utilidade na minha vida. (PC5.11)

[...] as aulas eram muito expositivas. [...] a física era apresentada como algo fora da nossa realidade... (PC5.12

Acho uma matéria muito difícil. [...] Na oitava série vi um pouco, mas acho muito complicada. (PC5.13)

Durante a minha trajetória no ensino médio, as experiências em relação à física foram péssimas. (PC5.14)

Minha iniciação ao estudo da física se deu de forma precária e traumática. (PC5.15)

A física é a coisa mais complicada que se pode imaginar. Todos os estudantes, ou a maioria, tem dificuldades para aprender física. (PC5.16)

Para justificar a grande dificuldade ou aversão que tiveram no estudo da física quando estudantes, as professoras afirmaram que:

O meu professor de física dizia que a física era muito difícil. [...] Quando dava suas avaliações, ele ria dizendo que duvidava que alguém tirasse dez. Debochava muito de todos nós. (PC5.1)

Os professores eram muito exigentes e grosseiros. As aulas eram muito expositivas e cansativas. (PC5.7)

[...] o professor não deixava claro as explicações dadas. Tudo tinha que ser decorado. (PC5.8)

[...] não entendia o que o professor falava, claro que quando ele aparecia na escola. (PC5.14)

O desabafo dessas professoras remete a um grande desafio para aqueles que se ocupam com estudos sobre capacitação e desenvolvimento profissional de professores de física: como aprender a ensinar de uma forma que não fomos ensinados? De acordo com Arroyo (2007, p.124) 'as lembranças dos mestres que tivemos podem ter sido nosso primeiro aprendizado como professores'. O primeiro contato dessas professoras com a física gerou um sentimento de medo e aversão que teve de ser desconstruído no decorrer do curso. Indícios disso podem ser observados nas concepções de três professoras que lecionavam tanto no 5º, quanto no 4º ano e já haviam participado do 1º módulo do curso de capacitação:

Hoje minha concepção é outra, pois vejo que no nosso cotidiano a física está presente.... (PC5.11)

Hoje já penso de outra forma e vejo a física como uma matéria muito importante para os alunos, fazendo com que eles entendam seus princípios, seus conceitos e possam viver melhor. (PC5.7)

Mesmo com este 'histórico traumático', entendo que é de suma importância mediar o estudo da física, proporcionando os educandos, conhecer, compreender... (PC5.15)

## Quando os conhecimentos científicos se entrelaçam na prática pedagógica das professoras nas escolas

As atividades com as turmas piloto foram desenvolvidas em quatro escolas participantes do projeto. Nessas turmas a professora regente aplicava a metodologia

aprendida no curso de capacitação com seus alunos. A atividade era acompanhada por duas outras professoras cursistas e por um dos instrutores. Uma das atividades que tivemos a oportunidade de acompanhar foi a construção de um brinquedo denominado 'Joaninha Teimosa' - trata-se de uma meia esfera de isopor, cujo centro de gravidade é deslocado para lateral, de tal forma que ela nunca fique com a face esférica voltada para baixo. Na oportunidade, pudemos observar a capacidade da professora em articular conhecimentos do campo da ciência e do campo pedagógico para o desenvolvimento da atividade com seus alunos.

A professora organizou uma peça teatral para os alunos do 4º e 5º anos em um pequeno pátio da escola. Ela vestiu uma fantasia de joaninha e, junto com outros três alunos, apresentou a peça em que sua personagem ocupava o papel principal. A ideia da peça foi uma iniciativa da professora com o objetivo envolver ainda mais seus alunos com a atividade proposta. Terminada a apresentação, os alunos retornaram para sala de aula. A professora posicionou as carteiras próximas uma das outras para facilitar o trabalho em grupo e distribuiu os kits para a montagem do brinquedo. Os alunos estavam eufóricos, mas a professora, seguindo orientações dadas no curso, pediu a eles que iniciassem a leitura do livro de atividades para que conhecessem o material e as orientações para montagem do brinquedo.

Ao término da montagem os alunos ficaram entusiasmados com o que ocorria com a joaninha quando colocada de cabeça para baixo. Naquele momento já se percebia grande curiosidade sobre o fenômeno observado. A professora orientou os alunos a sentarem-se em roda, no chão, para que todos pudessem ver os brinquedos uns dos outros. Depois, sentou-se junto a eles e lançou a seguinte questão: por que a joaninha sempre volta para a mesma posição? As crianças participaram ativamente, tentando explicar a questão apresentada pela professora.

Para instigar ainda mais os alunos, a professora colocou uma cadeira no centro da roda e os desafiou a sentar na cadeira e depois tentar levantar sem afastar as costas do encosto. Os alunos participaram com a alegria, motivados a vencer o desafio da professora. Depois disso, a professora propôs então que os alunos encostassem lateralmente o corpo na parede da sala e tentassem levantar a perna oposta. Todos queriam tentar e o fato de não conseguirem aumentou a euforia.

Finalizando, a professora solicitou que os alunos sentassem novamente no chão e passou a explicar a relação entre os fenômenos que eles vivenciaram e o comportamento da joaninha. A professora perguntou por que eles não conseguiram se levantar da cadeira e nem levantar a perna nos desafios propostos. Os alunos verbalizavam explicações livremente, motivados pela professora que os elogiava a cada participação, mesmo que a explicação estivesse incorreta. Quando isso acontecia, a professora sugeria uma ideia para auxiliar na construção de uma nova resposta. Em meio a esse processo colaborativo foi sendo construído o conceito de equilíbrio e os fatores que interferem para tal. A partir daí, a professora retornou à 'Joaninha Teimosa' para explicar o porquê da sua tendência de girar para ficar com a base no chão.

As estratégias que a professora utilizou misturam elementos da sua prática pedagógica, como o teatro e a roda de conversa, com elementos que ela aprendeu no curso de capacitação, como os desafios apresentados. O episódio narrado é representativo de uma forma de transposição em que o conhecimento científico se articula de forma não violenta com outros conhecimentos para compor aquilo que Freire (1993) denomina de educação dialógica. Os conhecimentos da professora

são tão significativos quanto aqueles que ela adquiriu no curso de capacitação. Tal diálogo permite, entre outras coisas, controlar o medo. Medo daquela Física que a aterrorizava no passado e que julgava incapaz de aprender e de ensinar.

## Conclusões

Ao longo do curso e com o desenvolvimento desta pesquisa, percebemos que grande parte das dificuldades enfrentadas pelos professores para lecionar ciências nos anos inicias do ensino fundamental está relacionada a vivências pouco significativas e frustrantes em relação as disciplinas científicas, em especial com a física. Esses professores possuem um profundo conhecimento didático-pedagógico que lhes permite transpor de maneira singular os conhecimentos apreendidos de outras áreas para sala de aula. Nessa transposição o trabalho colaborativo com outros professores e instrutores pode permitir controlar o medo de lidar com conteúdos específicos e abrir possibilidades para aprender a ensinar de uma forma que eles não foram ensinados.

Entendemos que as propostas de cursos de capacitação devem estimular o apoio e a colaboração entre professores instrutores e cursistas, no sentido de estimular a transposição dos conhecimentos e metodologias aprendidas para a realidade da sala de aula. Com esse acompanhamento, os professores cursistas sentem-se mais amparados e estimulados a desenvolverem uma postura investigativa e reflexiva em relação a sua prática docente, podendo aperfeiçoar, corrigir ou, até mesmo, refutar velhas práticas.

Nossos resultados evidenciam também que a formação escolar e acadêmica do professor gera e fortalece sentimentos que alimentarão sua futura prática docente, alertando para a necessidade de um tratamento mais cuidadoso das propostas de formação e capacitação de professores em todos os níveis de ensino.

## Referências

ARROYO, M. G. Ofício de Mestre : imagens e auto-imagens. 9ªed. Petrópolis, RJ: Vozes, 2007.

BAROLLI, E.; BELUSCI, H. T. Impasses na formação inicial de professores das séries iniciais para o ensino de Ciências. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, São Paulo, v.13, n.1, 2013.

DELIZOICOV, D.; ANGOTTI, J. A. Metodologia do ensino de ciências. 2.ed. São Paulo: Cortez, 2000.

EIRAS, W. C. S.; MENEZES, P. H. D. Ensino de Física nos anos iniciais: relato de um curso de capacitação para professores que ensinam ciências no nível fundamental I. In: XX Simpósio Nacional de Ensino de Física , 2013, São Paulo-SP. Anais eletrônicos... .

FLICK, U. Introdução à Pesquisa Qualitativa . 3.ed. Porto Alegre: Artmed, 2009. 405p. (Coleção Métodos de Pesquisa)

FREIRE, P. Pedagogia do oprimido . Rio de Janeiro: Paz e Terra, 1993. 185p.

HAMBURGUER, E. Apontamentos sobre o ensino de ciências nas séries escolares iniciais. Estudos Avançados , São Paulo, v.21, n.60, p.93-104, 2007.

MENEZES, Paulo H. D. Desenvolvimento Profissional do Professor de Física: colaboração, mudança e conscientização. In: XIV Encontro de Pesquisa em Ensino de Física , 2012, Maresias-SP. Anais...