MATERIAIS EXPERIMENTAIS: EXPLORANDO UM LABORATÓRIO DE FÍSICA SEM UTILIZAÇÃO EM UMA ESCOLA DE EDUCAÇÃO BÁSICA

## MATERIAIS EXPERIMENTAIS: EXPLORANDO UM LABORATÓRIO DE FÍSICA SEM UTILIZAÇÃO EM UMA ESCOLA DE EDUCAÇÃO BÁSICA

## EXPERIMENTAL MATERIALS: EXPLORING AN UNUSED PHYSICS LABORATORY IN A BASIC EDUCATION SCHOOL

## Natan Trovó Lino 1 , Eugenio Maria de França Ramos 2 , Bernadete Benetti 3

1 UNESP Campus Rio Claro / Licenciatura em Física e LaPEMID CEAPLA, natan\_trovo@hotmail.com

- 2 UNESP Campus Rio Claro / Educação / Instituto de Biociências e LaPEMID CEAPLA, eugenior@rc.unesp.br
- 3 UNESP Campus Rio Claro / Educação / Instituto de Biociências, bbenetti@rc.unesp.br

## Resumo

Relatamos parte do estudo sobre materiais didáticos experimentais existentes em um laboratório de uma escola da Educação Básica, que se encontrava desativado. Embora as atividades experimentais sejam consideradas procedimentos didáticos importantes, nem sempre tais materiais didáticos têm sido utilizados em aulas de Física do Ensino Médio. A partir de uma pesquisa qualitativa e exploratória, realizamos o registro e o levantamento de materiais existentes. Com base neste inventário, analisamos a situação de conservação dos materiais encontrados, seu potencial de restauração e características de utilização de atividades experimentais, classificandoos em quatro categorias: em funcionamento, necessitando pequenos reparos, necessitando grandes reparos e inutilizados. Observamos que algumas das razões fundamentais mencionadas por professores - tais como falta de espaço e falta de equipamentos - para a não utilização de laboratórios escolares com atividades experimentais não foram observadas na escola estudada. O laboratório didático, bem como a variedade de materiais, desvela que o ensino com materiais experimentais já foi uma alternativa didática utilizada por docentes que atuaram nesta escola, com diferentes organizações (aula em grupo, experimentos de cátedra e projetos desenvolvidos pelos alunos). As condições em que foram encontrados o espaço e os materiais, entretanto, evidenciam uma mudança de atitude diante de tal possibilidade educativa.

Palavras-chave : Experimentos didáticos; Ensino de Física; Materiais Didáticos; Laboratório Didático; Ensino de Ciências.

## Abstract

We describe part of the study about experimental didactic material that existed in a laboratory of a Basic Education school, which was deactivated. Although experimental activities are considered important didactic procedures, these teaching materials have not always been used in High School Physics classes. From a qualitative and exploratory research, we performed the registration and survey of existing materials. Based on this inventory, we analyzed the conservation status of the materials found, their restoration potential and characteristics of experimental activities, classifying them into four categories: in operation, requiring small repairs,

requiring many repairs and unused. We observed that some of the fundamental reasons mentioned by teachers - as lack of space and lack of equipment - for not using school laboratories with experimental activities were not observed in the school studied. The didactic laboratory, as well as the variety of materials, reveals that teaching with experimental materials has already been a didactic alternative used by teachers who worked in this school, with different organizations (group classes, lectures and projects developed by students). The conditions in which space and materials were found, however, show a change of attitude towards such an educational possibility.

Keywords : Didactic experiments; Physics Teaching; Teaching materials; Didactic Laboratory; Science Teaching.

## Introdução

É senso comum entre professores, pesquisadores e educadores que atividades experimentais são importantes para o processo de ensino e aprendizagem, sobretudo quando falamos em Ensino de Ciências e, particularmente, em Ensino de Física (RABONI, 2002).

As atividades experimentais despertam o interesse de professores pois acreditam que apenas o uso de experimentos pode tornar as aulas mais agradáveis e, também, facilitar o processo de aprendizagem, uma vez que sua utilização aproximaria o aluno diretamente dos fenômenos (BENETTI, 2015).

Contudo, quando docentes são questionados a respeito das causas de não utilizarem atividades experimentais em suas aulas, apontam principalmente quatro grandes deficiências estruturais das escolas: (a) falta de material e de equipamentos; (b) falta de local adequado para realizar as atividades, (c) falta de tempo para o seu preparo; e, por fim, (d) número insuficiente de aulas na carga horária (GASPAR, 2014).

Neste trabalho nos deteremos em dois aspectos apontados no trabalho de Gaspar (2014), que são a disponibilidade de material e de espaço adequado.

Para tal estudo tomamos por base o laboratório didático de Física de uma escola de Ensino Médio situada na cidade de Rio Claro, interior do Estado de São Paulo (Brasil), a 170 km da capital do Estado, com população de cerca de 203 mil habitantes. A escola escolhida possui um importante histórico de colaboração com a formação de professores, cooperando com a Universidade em projetos, como o subprojeto PIBID Física 1 da Universidade Estadual Paulista (UNESP, no campus de Rio Claro), ou ainda em atividades de estágio supervisionado de estudantes de Licenciatura em Física.

Com apoio da direção da escola, iniciamos em abril de 2016 um processo de identificação de materiais e a tentativa de recuperação do laboratório como espaço didático para a disciplina de Física, como uma das tarefas do projeto de Iniciação a Docência (PIBID UNESP).

Com o início do trabalho, verificamos que o laboratório de Física mostrava sinais de pouco uso, como materiais empoeirados, depositados em uma sala de preparação sem muita organização. O espaço do laboratório em si é bastante impressionante, contendo uma sala para o trabalho de estudantes, com 83 m 2 , e uma sala menor, anexa, para guarda e preparação de materiais, com 22 m 2 . O acesso a tal espaço provocou surpresas positivas, devido à existência de um espaço amplo e pela quantidade de materiais e surpresas negativas, devido ao estado em que se encontravam os materiais e a aparente falta de utilização dos espaços, como ilustram imagens do mesmo espaço, na foto 1a (como o espaço foi encontrado inicialmente) e na foto 1b (como foi reorganizado após a intervenção aqui relatada).

Foto 1a - Materiais na sala de preparo antes do processo de limpeza e organização.

Foto 1b - Sala de preparo com os experimentos limpos e embalados após a recuperação.

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Fonte: PIBID Física Rio Claro - Os autores (2016)

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## Os Materiais e o Laboratório Didático

Relatamos aqui parte do trabalho de reconhecimento, que se concentrou no registro e na análise dos diferentes materiais encontrados. Tal estudo se constituiu como uma pesquisa qualitativa (LÜDKE e ANDRÉ, 2013). Segundo Gonsalves (2007), a pesquisa se caracteriza como exploratória, tendo como procedimento de coleta de dados a pesquisa de campo, uma vez que buscamos reunir um conjunto de informações a serem documentadas, que em nosso caso envolveu o trabalho direto no local e no acervo de experimentos de um laboratório de Física de uma escola.

O trabalho foi desenvolvido em diferentes etapas e frentes. Inicialmente concentramo-nos na limpeza, numeração dos materiais e registros fotográficos, quando possível, com uma escala de referência em centímetros. Nessa etapa elaboramos um inventário sequencial, sem ainda nos preocuparmos em separar os materiais nas diferentes áreas da Física.

Depois de limpos, os materiais foram etiquetados de acordo com a numeração do catálogo do inventário inicial e embalados em sacos plásticos. Posteriormente foram organizados nas estantes e nos armários disponibilizados pela direção da escola, na sala de preparação anexa ao laboratório didático, como mostram as fotos 2a e 2b.

Foto 2a - Bolsista realiza 1ª etapa de limpeza dos materiais, retirando pó com pincel.

Foto 2b - Materiais experimentais após seu processo de limpeza, numeração e embalagem.

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Fonte: PIBID Física Rio Claro - Os autores (2016)

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Para a sala do laboratório em si, aproveitamos mesas existentes e alguns armários fechados cedidos pela administração da escola. Para estudar a melhor disposição de mesas e armários, utilizamos um software de arquitetura para planejamento de ambientes, que nos permitiu, utilizando modelos em 3D, propor uma melhor organização do espaço, que assim arrumado foi utilizado em algumas atividades didáticas com estudantes, conduzidas por estagiários do projeto.

Aprimorando os primeiros registros, elaboramos uma planilha de identificação a partir das fotos, indicando, quando puderam ser reconhecidos, o nome dos materiais, uma breve descrição, novo número de identificação, a perspectiva da foto e o estado de preservação - se estavam em funcionamento ou danificados - e em qual área da Física poderiam ser relacionados. No caso de materiais danificados, consideramos três diferentes níveis: parcialmente danificados (com pequenos reparos necessários), danificados com necessidade de grandes reparos (tal como o gerador eletrostático da foto 3a) ou irrecuperáveis (assim como a caixa de ressonância da foto 3b).

Foto 3a - Máquina de Wimshurst danificada com necessidade de grandes reparos, sem uma das colunas e sem correias para as polias.

Foto 3b - Caixa de ressonância deteriorada devido à presença de cupim, em estado irrecuperável.

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Fonte: PIBID Física Rio Claro - Os autores (2016)

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## Resultados e Discussões

Foram registrados mais de 1000 objetos no laboratório, com mais de 2000 imagens. Ao analisar os materiais encontrados, identificamos aparatos de diferentes áreas da Física - tais como mecânica, óptica, termodinâmica e eletromagnetismo -, sendo que muitos deles ainda estavam em funcionamento (como o transformador elétrico da foto 4a), sobretudo os de mecânica, elétrica e alguns instrumentos de medida. Alguns dos objetos encontrados não foram identificados até o momento 2 , indicando experimentos não usuais e outros conteúdos.

Peças de artesanato, como bonecas de papel machê e alguns poucos materiais de geografia também foram encontradas, confirmando os depoimentos informais da direção da escola de que a sala já fora utilizada também para outras disciplinas, em função de sua não utilização para as práticas da disciplina de Física, assim como mostrado na foto 4b sobre o armário de aço.

Foto 4a - Transformador elétrico em bom estado de funcionamento, com pouco uso.

Foto 4b - Sala de preparo com experimentos de física e peças de artes.

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Fonte: PIBID Física Rio Claro - Os autores (2016)

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A maioria dos materiais mostrava-se bastante empoeirada. Após a limpeza, foi possível, em uma primeira verificação, perceber que alguns deles estavam deteriorados (apresentando cupins, fungos, peças quebradas ou incompletas, sujeira e ferrugem), mas alguns pareciam novos e intactos, como um kit de hidrostática, com vasos comunicantes em vidro bastante fino. A existência de um material frágil e em excelentes condições foi surpreendente, levando em conta a situação de outros materiais, com danos parciais ou totais, evidenciando inclusive que, aparentemente, nunca fora utilizado.

Alguns dos materiais identificados possuem vários exemplares, como carrinhos de madeira e roldanas para experimentos de mecânica (foto 5a). Outros apresentavam apenas um exemplar, como um quadro com ampolas contendo, supostamente, diferentes gases a baixa pressão para produção de descargas elétricas (foto 5b).

Foto 5a - Carrinhos de madeira para experimentos de mecânica (movimento) foram encontrados em quantidade.

Foto 5b - Exemplar único de quadro com ampolas para excitação de gases rarefeitos com descargas elétricas.

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Fonte: PIBID Física Rio Claro - Os autores (2016)

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Foram encontrados alguns poucos experimentos construídos (como uma panela de pressão, um chuveiro elétrico e alguns eletroscópios), indicando que no passado a construção de projetos foi uma alternativa didática. Tal variedade evidencia a possibilidade de aulas com diferentes organizações, como (a) a atuação direta dos estudantes (possivelmente em grupo), (b) em outros casos aulas demonstrativas e (c) a realização de projetos, associadas a diferentes abordagens didáticas, como o laboratório tradicional, o laboratório de cátedra e o laboratório de projetos (FERREIRA, 1978; ANDRADE, 2010).

## A experimentação e o ensino

A situação do laboratório didático na escola estudada, bem como a variedade de materiais, desvela que o ensino com materiais experimentais já foi uma alternativa didática utilizada por docentes que atuaram nesta escola. As condições em que foram encontrados o espaço e os materiais, entretanto, evidenciam uma mudança de atitude diante de tal possibilidade educativa.

Como apontado por Benetti (2015), as atividades didáticas experimentais podem ser mais complexas e demandar maior gasto de tempo do que uma aula expositiva. Entretanto, o papel da experimentação no ensino é ir além da exposição de conceitos, oferecendo condições para a construção de conhecimentos científicos e permitindo ao estudante ir além da manipulação de materiais e vidrarias, ou seja, participar ativamente de um diálogo, fazer observações, coletar e organizar dados, formular hipóteses, compartilhar ideias e, talvez, rever algumas concepções prévias. Pode-se perceber que desenvolver atividades experimentais não torna o trabalho do professor mais fácil, uma vez que seus objetivos são maiores do que apenas oferecer conceitos teóricos.

Além disso, atividades experimentais não se enquadram no trabalho didático centrado na resolução de listas de exercícios e descrição de conceitos e fórmulas, que é uma forma tradicional de ensino muito comum entre os professores de Ciências, como já apontava Krasilchik em 1987.

## Considerações Finais

Com o importante apoio da direção da escola, que permitiu a recuperação do laboratório como espaço didático, foi possível iniciar uma pesquisa de materiais didáticos em um laboratório didático de Física desativado.

- O trabalho foi além da reorganização do espaço e dos materiais, permitindo estudar a variedade de materiais encontrados. Neste reconhecimento, uma espécie de 'arqueologia' do espaço foi possível, permitindo constatar a existência de materiais didáticos em condições efetivas de uso, e também estabelecer outras formas de caracterização, por meio da quantidade de exemplares de um mesmo experimento, implicando em uma prática demonstrativa (no caso dos experimentos com apenas um exemplar) e de aula tradicionais em grupos (no caso de muitos exemplares de um mesmo experimento).
- A existência de alguns materiais ainda não identificados revela o potencial para novos estudos, de forma a caracterizar experimentos que não são mais usuais nas aulas de laboratório de Física atualmente.

Constatamos que, quando um laboratório de Física deixa de operar como espaço didático, ele pode passar para uma situação de abandono e ser utilizado para outros fins, como, por exemplo, depósito de materiais ou sala ambiente para outras disciplinas. O material e o espaço sem uso poderão impossibilitar a sua utilização para aulas de Física, com seu completo sucateamento, tendo como consequências perdas financeira e didática irreparáveis.

Analisando a situação do laboratório didático de Física e de seus materiais, observamos que algumas das razões fundamentais - faltas de espaço físico e materiais - mencionadas por professores para a não utilização de laboratórios escolares com atividades experimentais, não foram observadas na escola estudada.

Consideramos que algumas deficiências apontadas, embora reais em outras escolas, podem apenas ocultar o real motivo da não execução de atividades práticas, tais como: (a) a ausência de uma formação docente específica para o uso de experimentos como instrumentos didáticos e (b) o fato de que o tipo de aula (experimental) não se enquadra no trabalho didático usualmente aceito para o Ensino de Física (as aulas expositivas).

Tais barreiras, que concorrem para a não utilização de aulas experimentais, indicam a necessidade de intensificar a discussão em torno desses aspectos metodológicos na formação inicial de professores.

- O estudo realizado evidencia, também, que o trabalho de pesquisa mesmo em locais em desuso - como na 'arqueologia' do laboratório estudado - pode oferecer contribuições desafiadoras para entender parte da história e da problemática da metodologia de Ensino de Física.

## Referências

ANDRADE, J. A. N. Contribuições formativas do laboratório didático de Física sob o enfoque das racionalidades . Dissertação (Mestrado) - Faculdade de Ciências, UNESP, Bauru. 2010.

BENETTI, B. Ensino de Ciências nos Anos Iniciais da Educação Básica - Possíveis Contribuições da Experimentação in Miguel, J. C. e Reis, M. (org) Formação docente : perspectivas teóricas e práticas pedagógicas - Marília: Oficina Universitária; São Paulo: Cultura Acadêmica. 2015.

FERREIRA, N. C. Proposta de laboratório para a escola brasileira - um ensaio sobre a instrumentação no ensino médio de física, Dissertação (Mestrado), USP: São Paulo. 1978.

GASPAR, A. Atividades experimentais no ensino de Física : Uma nova visão baseada na teoria de Vigotski. São Paulo: Editora Livraria da Física. 2014.

GONSALVES, E. P. Conversas sobre iniciação à pesquisa científica . Campinas, SP: Alinea. 2007.

KRASILCHIK, M. O professor e o currículo de Ciências . São Paulo: Editora Pedagógica e Universitária (EPU) e EDUSP. 1987.

LÜDKE, M. e ANDRÉ, M. E. D. A. Pesquisa em educação : abordagens qualitativas. Rio de Janeiro, EPU, 2013.

RABONI, P. C. A. Atividades práticas de ciências naturais na formação de professores para as séries iniciais . Tese (Doutorado em Educação) - Faculdade de Educação, Universidade Estadual de Campinas, Campinas. 2002.

## Agradecimentos

Ao apoio do LaPEMID CEAPLA IGCE - UNESP Campus de Rio Claro.