UMA ANÁLISE COMPARATIVA DO ENSINO DE HIDROSTÁTICA ALIADO À DIVERSIDADE METODOLÓGICA NA ESCOLA DE ENSINO MÉDIO SÃO FRANCISCO DA CRUZ

## UMA ANÁLISE COMPARATIVA DO ENSINO DE HIDROSTÁTICA ALIADO À DIVERSIDADE METODOLÓGICA NA ESCOLA DE ENSINO MÉDIO SÃO FRANCISCO DA CRUZ

## A COMPARATIVE ANALYSIS OF HYDROSTATIC ALLY TEACHING METHODOLOGY TO DIVERSITY IN SECONDARY EDUCATION SCHOOL SÃO FRANCISCO DA CRUZ

*Wanglêsio Silveira de Farias , George Frederick Tavares da Silva , João 1 2 Cláudio Nunes Carvalho 3 .

1 Universidade Estadual Vale do Acaraú (UVA) e Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE) - Campus Sobral, wanglesio@yahoo.com.br

2 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE) - Campus Acaraú, frederick@fisica.ufc.br

3 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE) - Campus Acaraú, joaoclaudio82@gmail.com

## Resumo

O objetivo desse trabalho foi verificar a eficiência do produto educacional em desenvolvimento no mestrado nacional profissional em ensino de física, ensinando hidrostática no ensino médio, com uma metodologia diversificada que coloca o estudante como protagonista de seu aprendizado. O projeto teve duração de 6 aulas e propôs o uso de experimentos, vídeos, pesquisas, encenações teatrais, paródias musicais e desenhos em tirinhas abordando conceitos de pressão, densidade, teorema de Stevin, princípio de Pascal e princípio de Arquimedes. Quanto à natureza essa é uma pesquisa aplicada, onde, de 6 turmas de 2º ano da EEM São Francisco da Cruz, foi escolhida de forma aleatória 3 turmas para aplicar o projeto, enquanto que as outras 3 turmas recebiam o mesmo conteúdo, utilizando apenas aulas expositivas com conceitos e resoluções de atividades. Na última etapa do projeto foi aplicado uma avaliação com cinco questões: quatro sobre os conceitos abordados e uma sobre a satisfação dos estudantes acerca da metodologia empregada. A mesma avaliação também foi aplicada nas demais turmas de 2º ano e a partir daí foi feito o comparativo. As turmas nas quais o projeto foi aplicado demonstraram maior domínio do conteúdo com uma média de 58,6% nas questões sobre hidrostática, enquanto que as demais turmas ficaram com uma média de 43,2%. Também, na questão relativa a satisfação dos estudantes, as turmas em que o projeto foi aplicado apresentaram maior escore numa escala de 1 a 5: média de 4,2 contra 3,1. Notou-se que, apesar do desinteresse de alguns estudantes, o projeto agradou muito e rendeu resultados positivos dentro do processo de ensinoaprendizagem.

Palavras-chave: Ensino. Hidrostática. Metodologia diversificada.

## Abstract

The aim of this study was to verify the efficiency of the educational product development in national professional master's degree in physical education, teaching Hydrostatic in high school education with a diverse methodology where the student is a protagonist of their learning. The project lasted 6 lessons and proposed the use of experiments, videos, surveys, theatrical performances, musical parodies and drawings strips addressing concepts pressure, density, Stevin's theorem, principle of Pascal and Archimedes' principle. The nature this is an applied research, where 6 class of 2nd year of EEM São Francisco da Cruz, was chosen randomly 3 classes to implement the project, while the other three groups received the same content using only lectures with concepts and activities resolutions. In the last step of the project was implemented an evaluation with five issues: four about the concepts and about the satisfaction of students about the methodology employed. The same evaluation was also applied in other 2nd year classes and from there was made the comparison. Classes in which the project was applied demonstrated greater mastery of content with an average of 58.6% in questions about Hydrostatic, while the other groups were an average of 43.2%. Also, the question of the satisfaction of the students, the class in which the design was applied had higher score on a scale of 1 to 5: average 4.2 versus 3.1. It was noted that despite the lack of interest of some students, the project very pleased and yielded positive results in the teachinglearning process.

Keywords : Teaching. Hydrostatic. Diversified methodology.

## Introdução

O ensino de Física com aulas que não sejam unicamente expositivas ainda carece de atenção. A metodologia diversificada é pouca utilizada em sala de aula e esse fato precisa ser mudado. O estudante de ensino médio quase não investiga, não resolve por si só situações-problema no cotidiano escolar, não é estimulado a pensar, e nem tampouco tem a proatividade típica de um pesquisador, não que seja essa a missão da educação básica, mas é importante que a escola forneça subsídios para suas futuras escolhas. Portanto, é importante que ele saia do ensino médio com um primeiro contato com a pesquisa, tornando-o capaz de lidar com situações novas, seja no âmbito acadêmico ou social. Já que, por exemplo, no ensino superior o estudante deve ter um perfil mais independente, tem que produzir artigos, fazer pesquisas científicas e, por isso, seria interessante que o estudante de ensino médio fosse estimulado a desenvolver mais autonomia. Por outro lado, no âmbito social, enquanto cidadão crítico e atuante na sociedade, a prática da pesquisa tende a facilitar a tomada de decisões, buscando por informações para sanar determinados problemas ou atualizar conhecimentos. Nesse contexto, uma nova concepção de currículo para o ensino de Física deve ser incorporada para que se contemple uma educação voltada para o protagonismo estudantil.

Assim, em meio a construção de um produto educacional para o Mestrado Nacional Profissional em Ensino de Física - MNPEF, organizado pela Sociedade Brasileira de Física - SBF, em parceria com a Universidade Estadual Vale do Acaraú - UVA e Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará (IFCE) Campus Sobral, foi formulado um projeto sobre o ensino de hidrostática para o ensino médio. Logo, o objetivo foi de verificar a sua eficácia no processo de

ensino aprendizagem com turmas do 2º ano da EEM São Francisco da Cruz. Os temas abordados no ensino de hidrostática foram: pressão; densidade; teorema de Stevin - Vasos comunicantes; princípio de Pascal - Prensa Hidráulica; e, princípio de Arquimedes - Empuxo.

Os conteúdos foram abordados de forma a diversificar a metodologia utilizada pelo professor, para fortalecer a aprendizagem, estimulando o interesse do estudante, pesquisando e reconstruindo experimentos ou situações. Isso corrobora com a satisfação em aprender num ensino eficaz, dificultando a evasão escolar. Desse modo, a proposta dessa pesquisa se alinha com uma das ideias das Diretrizes Curriculares Nacionais da Educação Básica: 'a democratização do acesso, permanência e sucesso escolar com qualidade social, científica, cultural'. (BRASIL, 2013).

## Fundamentação teórica

Algumas metodologias de ensino foram surgindo no ensino médio, a fim de diversificar a práxis pedagógica e fomentar a formação plena do sujeito, como é proposto pela Lei de Diretrizes e Base da Educação LDB 9394/1996, no qual devese buscar um ensino capaz de tornar o sujeito consciente de suas ações, participativo e, sobretudo, questionador da realidade. Campos (2012, p. 35) reforça que 'o currículo deve ser flexível para comportar e atender diferentes propostas didático-metodológicas, considerando as peculiaridades, a superação, as competências, as habilidades e as atitudes relevantes à formação técnico-científica e profissional. ' O ensino deve provocar no educando, além do desejo de aprender, a capacidade de se posicionar diante do universo, onde o mesmo possa ser capaz de fazer escolhas éticas, tendo argumentos para discernir o certo do errado em quaisquer circunstâncias do seu dia a dia.

Conforme postula Filho (2011), é preciso tornar o ensino médio mais atraente, ministrando temas nos quais os jovens se sintam motivados pela busca do conhecimento, seja porque o conteúdo está atrelado a sua necessidade de emprego ou porque lhe faz sentido na vida social. Rosa (2014) acrescenta que o ensino de Física deve seguir pela experimentação e que essa precisa ter significado para o estudante no contexto social e cultural. Como afirmam Delizoicov, Angotti e Pernambuco (2011), os conteúdos do ensino médio, quando abordados de forma a responderem as perguntas comuns da indagação humana, aliados a possibilidade das diferentes habilidades como o raciocínio lógico, o pensamento indutivo, a capacidade de experimentar, a comunicação oral ou escrita, se bem trabalhadas, podem fazer com que todos tenham a oportunidade de se sentir bem. Seguindo essas recomendações, acredita-se que o aprendizado fluirá com naturalidade, já que os temas abordados apresentam sentido dentro da realidade do educando.

Atualmente, as Tecnologias de Informação e Comunicação (TICs) estão muito presentes no cotidiano das pessoas, inclusive dos estudantes. Por isso, alguns autores como Blikstein e Zuffo (2008) defendem que o uso das TICs deve existir para o estudante de forma que ele possa construir seus próprios conhecimentos tendo como a base sua pesquisa. É fundamental que os professores utilizem das diferentes metodologias para inserir no estudante a busca incessante do conhecimento, que, aliado as TICs, podem exercer um excelente papel nesse processo.

Além das TICs, alguns autores apontam que a experimentação é essencial para o estímulo à prática do processo de investigação científica. De acordo com Heidemann, Araújo e Veit (2016) o uso de experimentos tem como meta colocar o estudante no centro da pesquisa, levá-lo a condição de protagonista no processo de investigação, como também afirma Demo (2011, p. 39) 'Quem pesquisa tem o que comunicar. Quem não pesquisa apenas reproduz ou apenas escuta. Quem pesquisa é capaz de produzir instrumentos e procedimentos de comunicação. Quem não pesquisa assiste à comunicação dos outros. '

Portanto, o uso das TICs aliado à experimentação de fenômenos contextualizados, presentes no cotidiano do estudante são fortes alianças para despertá-lo ao interesse pela ciência, pela pesquisa científica e, sobretudo, para facilitar o processo de ensino-aprendizagem.

## Material e métodos

Quanto à natureza, essa é uma pesquisa aplicada e quanto aos procedimentos essa é uma pesquisa experimental, onde inicialmente foi escolhido, de forma aleatória, três turmas de 2º anos (104 estudantes) da Escola de Ensino Médio São Francisco da Cruz. Com a finalidade de se efetuar um comparativo, outras três turmas (103 estudantes), que não foram escolhidas, foram acompanhadas com aulas tradicionais. Assim, foi apresentado às turmas selecionadas o projeto Hidrostática a ser desenvolvido. A intenção foi incentivar os estudantes a adquirirem o gosto pelo que estava sendo proposto, esse momento durou cerca de 10 minutos nas três turmas, onde o mesmo foi aplicado. Em seguida, o conteúdo foi iniciado de forma expositiva. Após o término da exposição foi aplicado um experimento (Figura 01) para determinar o empuxo que um dado corpo recebe ao ser introduzido dentro da água, tal experimento demorou em média 5 minutos em todas as turmas e foi realizado no mesmo local da aula, pensando no comprometimento do tempo pedagógico. O experimento consiste em aferir o peso de um objeto no ar com um dinamômetro e depois comparar seu peso quando inserido na água, a diferença será justamente o empuxo, a força vertical que surge de baixo para cima quando algo é inserido em um fluido. Tal resultado experimental foi comparado com o obtido usando a equação do empuxo,

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em que 'E' representa a força empuxo, 'd' a densidade do fluido deslocado, 'V' o volume do fluido deslocado (medido a partir da análise da variação do volume do líquido) e 'g' a gravidade local (com valor obtido através da análise das forças medidas pelo dinamômetro).

Figura 01 - Ilustração do experimento sobre empuxo.

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Enquanto isso, o mesmo assunto era iniciado com os 103 estudantes das outras três turmas de 2º ano, onde o projeto não foi aplicado. Para essas turmas, as aulas seguiram seu percurso normal, com aulas unicamente expositivas abordando conceitos e resolução de exercícios por parte dos estudantes e do professor.

Em meados da segunda aula, nas turmas onde já havia iniciado o projeto, foram expostos vídeos sobre experimentos de hidrostática e um desenho animado relatando a famosa história de Arquimedes resolvendo o problema da coroa do rei. A intenção foi fazer com que os estudantes sentissem a atração pelo tema com base em outros experimentos, adquirissem referências para fundamentar a realização das tarefas e pudessem estar associando isso com situações do cotidiano. Ao fim da aula, os estudantes foram orientados para a formação de 6 equipes com suas respectivas tarefas (Tabela 01). As tarefas foram desde a confecção e apresentação de experimentos que envolvem materiais de baixo custo (equipes 1 a 4), seminário sobre a aplicabilidade do tema proposto no cotidiano, somando informações ao que foi desenvolvido nas demais equipes (equipe 5), até a apresentação teatral ou paródia musical ou tirinhas sobre o tema (equipe 6). A ideia significou proporcionar diferentes abordagens para atrair o gosto mesmo daqueles mais desmotivados a aprender física. Assim, os estudantes foram aconselhados a formarem equipes de acordo com a aptidão dos envolvidos em busca de um maior rendimento no aprendizado.

Tabela 01 - Equipes e tarefas atribuídas.

Na terceira aula, já com as equipes formadas, foi disponibilizado aos estudantes dois ambientes de pesquisa, o laboratório de informática e a biblioteca da escola, onde os estudantes puderam pesquisar e discutir sobre o que poderia ser apresentado pelas equipes. A partir dessa etapa, o uso das TICs foi constante e indispensável, seja na pesquisa ou na preparação das apresentações. O professor foi peça fundamental na condução desse momento, orientando as equipes a aproveitarem esse primeiro contato com a pesquisa e motivando-os a participarem com empenho nas atividades propostas, incentivo que não pode faltar em nenhum momento. A pesquisa teve prosseguimento nos lares de alguns estudantes, com indicação de sites, que além de fornecer subsídios ao trabalho da equipe, ainda os possibilitavam a interagir com simuladores de experimentos e questionários online . Alguns membros das equipes visitaram a escola no contra turno para darem continuidade as suas tarefas. Foi orientado que os membros da equipe 5 (responsável pela apresentação da aplicabilidade da Hidrostática no cotidiano) visitassem as demais equipes para verificação do que estava sendo proposto em cada uma delas.

Na quarta aula, as equipes voltaram a se reunir para compartilharem os estudos domiciliares e finalizarem as atividades e ensaios para a realização das

apresentações na aula seguinte. Nesse momento foi possível ter uma visão de como os trabalhos iriam se desenvolver, quais eram as dificuldades impostas até ali e de como o aprendizado estava fluindo com a pesquisa que proporcionou diferentes abordagens para o mesmo tema.

Na quinta aula teve início as apresentações das equipes, que ficaram responsáveis pelos experimentos. O tempo de 50 minutos foi adequado a apresentações dos trabalhos nessa etapa.

Na sexta aula concluíram-se as apresentações. A equipe, encarregada por apresentar a aplicabilidade da Hidrostática no cotidiano, iniciou suas atividades e a equipe que ficou encarregada com a peça teatral, paródia ou história em quadrinhos fechou as tarefas propostas. Por fim, foi disponibilizado aos estudantes uma avaliação impressa com quatro questões relativas a hidrostática e uma questão sobre a satisfação da metodologia e atividades aplicadas. Igualmente, nas demais turmas de 2º ano, onde o projeto não foi aplicado, os 103 estudantes responderam o mesmo questionário. De posse dos questionários respondidos, foi coletado os dados dos mesmo em tabelas e gráficos para apreciação e discussões dos resultados obtidos pelos dois grupos de estudantes: os que participaram do projeto e os que não participaram diretamente.

## Resultados e discussões

Observou-se que a maioria das atividades propostas transcorreram no tempo previsto, algumas turmas necessitaram de uma aula a mais para que o fechamento do que se propunha fosse de fato efetivado. Isso pode ser atribuído tanto a eventos externos que não puderam ser controlados, como atrasos dos estudantes devido problemas com o transporte escolar, quanto a própria dinâmica do processo de ensino-aprendizagem. Entretanto, o desenvolvimento foi satisfatório com estudantes participando das atividades e demonstrando interesse na realização das etapas. Mesmo nas primeiras aulas foi possível notar o anseio de alguns pelo que estava sendo apresentado como proposta de aprendizado.

O questionário composto por cinco questões de múltipla escolha, aplicado na última etapa, nos revelou dados interessantes (Gráfico 01). Os estudantes que participaram do projeto obtiveram uma nota no questionário superior àquelas obtidas pelos estudantes que não participaram do projeto: 58,6% contra 43,2%. Foi notório que a abordagem diversificada tenha de fato contribuído para esse resultado, assim como o tempo destinado ao tema ter sido um pouco maior, já que nas turmas onde o projeto não foi aplicado, o tema foi concluído entre quatro e cinco aulas.

As duas primeiras questões do questionário foram conceituais, abordando temas como pressão, densidade e vasos comunicantes, notou-se que nas turmas onde o projeto foi aplicado, essas questões renderam os melhores acertos (67,3% e 71,2%, respectivamente). As questões 3 e 4 abordavam os conceitos de prensa hidráulica e empuxo, respectivamente, e exigiam do estudante certa habilidade matemática para levá-lo até o resultado correto. É perceptível que a diferença de acertos entre essas últimas questões, respondidas pelos estudantes que participaram do projeto, já não foi tão acentuada como nas respostas das duas primeiras questões. Provavelmente isso tenha ocorrido devido o conhecimento prévio que ambos os grupos detinham acerca dessas habilidades, enquanto que nas duas primeiras questões não havia essa necessidade.

Uma quinta questão colocada ao estudante o indagava sobre a satisfação, numa escala de 1 a 5, da metodologia empregada pelo professor para abordar o tema hidrostática. A questão esclarecia que metodologia representa a forma como um dado conteúdo foi ministrado utilizando de um ou mais recursos didáticos como lousa, projetores multimídias, vídeos, experimentos, computadores, entre outros com a finalidade de chegar a um aprendizado. Os estudantes que participaram do projeto conferiram uma média de 4,2 contra 3,1, o que ficou evidenciado quanto a satisfação revelada com a forma que o trabalho foi conduzido. Isso, justifica os resultados mostrados no gráfico abaixo, onde de fato esses estudantes demonstraram que a metodologia empregada no projeto foi eficaz.

Gráfico 01 - Resultado da aplicação do questionário sobre hidrostática.

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Portanto, é de fundamental importância que as aulas sejam ministradas sem a repetição de uma única metodologia, tal prática favorece uns em detrimento de outros que não se identificam com o formato de aula adotado pelo professor. Sendo assim, o uso diversificado da metodologia favoreceu uma maior aceitação da comunidade escolar pela busca em aprender.

## Conclusão

A pesquisa mostrou, através da aplicação de um questionário e da própria realização do projeto em sala que, de fato, se faz necessário o uso de estratégias de ensino que torne o aprendizado mais atraente, assim como mostrou que quando o estudante é colocado no centro do aprendizado, quando ele se envolve mais na busca pelo conhecimento, ele consegue melhores resultados.

Entretanto, nesse tipo de abordagem o ponto a se questionar é justamente o fato desse tipo de atividade demandar um maior tempo em relação às aulas tradicionais, onde apenas o professor fala e o estudante pouco interage. Não é à toa que o Brasil vive um momento de renovação em seu sistema de ensino, tanto pela reforma curricular, proposta na base nacional comum, como na reforma do ensino médio em atender um maior número de escolas funcionando em tempo integral. É preciso que projetos educacionais exitosos sejam colocados em prática, para que possamos atingir melhores resultados na formação de cidadãos críticos e atuantes na sociedade.

## Referências

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