OBRIGATORIEDADE DE AULAS EXPERIMENTAIS E EXPECTATIVA DE MUDANÇAS NO ENSINO DE FÍSICA EM UMA ESCOLA PÚBLICA

## OBRIGATORIEDADE DE AULAS EXPERIMENTAIS E EXPECTATIVA DE MUDANÇAS NO ENSINO DE FÍSICA EM UMA ESCOLA PÚBLICA

## MANDATORY EXPERIMENTAL CLASSES AND EXPECTATION OF CHANGES IN PHYSICS TEACHING IN A PUBLIC SCHOOL

Almir Guedes dos Santos 1 , Maria Lúcia Vital dos Santos Abib 2

1 Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro/Campus Nilópolis, almir.santos@ifrj.edu.br

2 Universidade de São Paulo/Faculdade de Educação, mlabib@usp.br

## Resumo

Este trabalho é um recorte de uma pesquisa de doutorado desenvolvida em uma escola pública sobre o ensino de física, durante o início de implementação de uma norma que tornava obrigatória para os professores o desenvolvimento de aulas experimentais no ensino médio. Nosso objetivo é discutir relações entre a implementação da norma e a transformação da atividade de ensino de uma equipe de física. Para tal, focalizamos contradições do sistema sob a perspectiva do ciclo de aprendizagem expansiva de Engeström. Acompanhamos durante quase 5 meses o trabalho docente da equipe de uma das unidades escolares constituintes da escola, realizamos registros com cadernos de campo e gravadores de áudio durante reuniões semanais da equipe e registramos conversas informais na sala de professores. Utilizamos também como instrumentos de pesquisa questionário e grupo focal em que participaram os nove membros da equipe. Os resultados evidenciaram que a nova norma sobre laboratório envolveu um estado de necessidade para a equipe de física e que, na situação em análise, contradições primárias no sistema da equipe apontam para o início do ciclo de aprendizagem expansiva. Com isso, acreditamos que estudar transformações sob esta perspectiva teórica pode trazer compreensões para trabalhos de intervenção nas escolas que visem transformações no ensino, uma vez que o entendimento sobre as contradições inerentes às atividades docentes pode elucidar possíveis caminhos para sua superação.

Palavras-chave : Equipe de física; Ensino de física; Teoria da atividade; Contradições primárias; Ciclo de aprendizagem expansiva.

## Abstract

This work is an excerpt from a doctoral research developed in a public school on the teaching of physics, during the beginning of the implementation of a rule that made it mandatory for teachers to develop experimental classes in high school. Our objective is to discuss relationships between the implementation of the standard and the transformation of the teaching activity of a physics team. To this end, we focus on contradictions in the system from the perspective of Engeström's expansive learning cycle. For almost 5 months, we followed the teaching work of the team of one of the school's constituent units, made records with field notebooks and audio recorders during weekly team meetings and recorded informal conversations in the teachers' room. We also used as research instruments a questionnaire and focus group in

which the nine team members participated. The results showed that the new laboratory norm involved a state of necessity for the physics team and that, in the situation under analysis, primary contradictions in the team system point to the beginning of the expansive learning cycle. With this, we believe that studying transformations from this theoretical perspective can bring insights to intervention works in schools that aim at transformations in teaching, since the understanding of the inherent contradictions in teaching activities can elucidate possible ways to overcome them.

Keywords : Physics team; Physics teaching; Activity theory; Primary contradictions; Expansive learning cycle.

## Introdução

As pesquisas em ensino de física no Brasil pautadas na teoria da atividade, afirmam Camilo e Mattos (2019), têm tido uma expansão na educação em ciências. Entretanto, ao focarmos estudos de contradições na 3ª geração da Teoria da Atividade (TA), podemos dizer que têm ocorrido estudos voltados, sobretudo, para a formação inicial e continuada de professores de física, tais como Rabelo, Abib e Azevedo (2021), Rodrigues e Mattos (2018), Roehrig e Abib (2020) e Silva e Villani (2017), indicando a necessidade de pesquisas vinculadas à docência em física no movimento do cotidiano escolar. Embora focados em Leontiev, Rodrigues e Mattos (2011) realizaram um estudo das relações entre contexto e discurso nas aulas de ensino médio de uma professora de física numa escola particular de São Paulo, já Camillo e Mattos (2014), com base em Vygotsky e Leontiev, discutem tensões decorrentes de dicotomias na prática educativa, de modo a contribuírem com suas superações na educação em ciências.

Apesar de os estudos desenvolvidos por Engeström, que objetivam conduzir seus membros na superação de contradições, tenham envolvido mais outras instituições como hospitais, destacamos que o autor tanto aponta pesquisas relacionadas à educação escolar formal (ENGESTRÖM, 2016), quanto propõe a utilização da aprendizagem expansiva em escolas (ENGESTRÖM, 2013). Nesse contexto, reconhecemos aproximações entre trabalho docente em física no cotidiano escolar e 3ª geração da teoria sócio-histórico-cultural da atividade.

Nesse sentido, este trabalho representa um recorte de uma pesquisa de doutorado em ensino de física (SANTOS, 2021) focando contradições no sistema de atividade do ensino de física para uma equipe de física durante o início de uma regra sobre experimentação escolar numa escola pública do Rio de Janeiro. Objetivamos discutir relações entre a implementação desta norma e a transformação da atividade de ensino de uma equipe de física.

## Fundamentação teórica

A TA nasceu na psicologia cultural da URSS (União das Repúblicas Socialistas Soviéticas) com estudos de Vygotsky, a partir dos quais Leontiev e posteriormente Engeström realizaram contribuições que desenvolveram suas ideias e trabalhos iniciais. Embora tenham existido outros pensadores que colaboraram com essa teoria, Vygotsky, Leontiev e Engeström elaboraram o que podemos chamar de 1ª, 2ª e 3ª gerações, respectivamente (ENGESTRÖM, 2016).

Nesse contexto, as relações que os seres humanos estabelecem com o mundo e outras pessoas ocorrem mediante a atividade principal que desenvolvem na atual etapa de suas vidas, sendo o trabalho docente a atividade realizada pelos professores em suas instituições de ensino formal. Apesar de o conceito de atividade ter sido desenvolvido por Leontiev (1980), sua representação como sistema de atividade (figura abaixo) foi devida à Engeström (2001), que também realizou uma expansão da unidade de análise para no mínimo dois sistemas que se interrelacionam, de modo que o foco da 3ª geração da TA envolve redes de sistemas de atividade.

Figura 1 - Modelo geral de sistema de atividade humana.Fonte: Engeström 1 (1987 apud ENGESTRÖM, 2001, p.135) (tradução e adaptação nossas).

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A representação do trabalho humano como sistema de atividade apresenta mediações entre sujeito e objeto envolvendo não somente instrumentos, como propunha Vygotsky, mas também a comunidade. Quer dizer, ao desenvolver sua atividade de ensino de física, por exemplo, um professor dispõe de instrumentos como termômetros e roteiros didáticos, e ao empregá-los o faz dentro de suas relações com outros membros da equipe de física e com o técnico de laboratório. Temos ainda as mediações das regras nas relações entre sujeito e comunidade e da divisão do trabalho nas que ocorrem entre comunidade e objeto. Embora tenhamos considerado o sistema vinculado a um sujeito individual, ele também pode estar associado a um grupo de sujeitos como, por exemplo, uma equipe de física.

No tocante à 3ª geração, está pautada nos seguintes princípios (ENGESTRÖM, 2001): 1) o sistema de atividade, orientado para o objeto e mediado por instrumentos e em suas relações com outros sistemas, é considerado a unidade de análise; 2) a multivocalidade do sistema de atividade; 3) a historicidade do sistema de atividade; 4) as contradições são fontes de mudanças e transformações

dos sistemas de atividade; e 5) os sistemas de atividade podem ser transformados expansivamente.

Em relação às contradições, além de serem inerentes aos sistemas de atividade, podem ser superadas mediante transformações do sistema de atividade, as quais envolvem, no tocante ao ciclo expansivo, construções compartilhadas de sentidos atribuídos ao objeto e instrumentos mediadores, resultando num novo sistema. Porém, o término desse processo não implica na ausência de contradições, mas sim no surgimento de outras relativas ao novo sistema.

Já quando pensamos na transformação expansiva do sistema de atividade, devemos considerar, afirma Engeström (2016), que a aprendizagem expansiva é uma forma de aprendizagem que ocorre quando membros de uma instituição realizam transformações dos sistemas enquanto se movem pela zona coletiva de desenvolvimento proximal, que 'é a distância entre as atuais ações cotidianas dos indivíduos e a forma historicamente nova da atividade social que pode ser construída coletivamente [...]' (tradução nossa) (ENGESTRÖM, 2015, p.138). Tal processo pode ser conduzido pelo pesquisador intervencionista no laboratório de mudanças de Engeström, no qual são superadas contradições nas diferentes etapas do ciclo de aprendizagem expansiva (figura abaixo).

Figura 2 - Contradições nas etapas do ciclo de aprendizagem expansiva.Fonte: Engeström (2001, p.152) (tradução nossa).

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As contradições no ciclo de aprendizagem expansiva começam com as primárias, que estão relacionadas a ações individuais ou coletivas que destoam de práticas vigentes e presentes nos diferentes componentes do sistema, as quais estão, por sua vez, vinculadas a um estado de necessidade dos sujeitos. Em sua etapa seguinte, encontramos contradições secundárias, as quais decorrem das relações entre quaisquer dois componentes do sistema de atividade.

Então, passamos às contradições que envolvem ao menos dois sistemas de atividade, começando pelas terciárias, que se referem a resistências que a atividade principal vigente enfrenta em seu movimento de transformação para uma atividade culturalmente mais desenvolvida. Já no término das etapas do ciclo existem as contradições quaternárias, que consistem em tensões da atividade central vigente com atividades vizinhas.

Encontramos estudos de Engeström (ibid) envolvendo o laboratório de mudança, em que um pesquisador realiza uma intervenção formativa a pedido dos superiores na hierarquia institucional. Entretanto, quando consideramos, a escola da na pesquisa de campo - Colégio Xavier (nome fictício), verificamos uma intervenção decorrente de uma (nova) norma escolar que fez com que a equipe de física da unidade escolar observada tivesse que discutir e deliberar sobre diferentes elementos do trabalho docente, incluindo experimentação e avaliação escolares.

Cabe lembrar que além de propor formas de utilizar seus estudos na aprendizagem escolar (ENGESTRÖM, 2013) e apontar trabalhos envolvendo escolas (ENGESTRÖM, 2016), ele afirma que 'instituições educacionais são organizações de trabalho com suas próprias histórias, contradições e zonas de desenvolvimento proximal' (ibid, p.410). Desse modo, destacamos que ao longo da pesquisa original (SANTOS, 2021) identificamos relações entre a 3ª geração da TA e o trabalho docente em física no movimento cotidiano de uma escola pública.

## Metodologia da pesquisa

Realizamos uma pesquisa qualitativa pautada na epistemologia qualitativa de González-Rey (2015), no que se refere à lógica configuracional, ao papel do pesquisador e aos instrumentos de pesquisa, na qual focalizamos as contradições na atividade de ensino de física de uma equipe de professores de física de uma escola pública no Rio de Janeiro. Porém, também consideramos elementos como estudo de caso e observação participada abordados, respectivamente, em Lüdke e André (2017) e Santos (1994). Este estudo foi realizado na unidade escolar que possui maior número docentes de física e turmas do ensino médio regular.

O Colégio Xavier (nome fictício) possui unidades escolares distribuídas pelo Rio de Janeiro e que possuem equipes de física com coordenador local, técnico de laboratório e laboratório específico de física ou de ciências da natureza, dependendo da unidade, além de existir o coordenador geral das equipes. Em todas existem turmas do ensino médio regular e as equipes devem seguir um currículo comum. Ademais, cada unidade possui direção, setor pedagógico regular, setor pedagógico para alunos com necessidades especiais e representação discente de turma.

Desenvolvemos um estudo de caso (YIN, 2001) com observação participada (SANTOS, 1994) em reuniões semanais da equipe de física e conversas informais na sala de professores do ensino médio. Os registros decorreram da utilização de cadernos de campo, gravadores de áudio, questionário e grupo focal.

## Análise de dados

O Colégio Xavier é uma instituição de educação formal e pública que compõe com outras uma rede escolar mais ampla que é norteada por legislações comuns e estão vinculadas a um mesmo órgão regulador, que é responsável, por exemplo, pelos aportes financeiros. Diante disso, começou a valer em 2019 nesta escola uma regra de laboratório escolar que torna obrigatória aulas experimentais de física, química e biologia para turmas do ensino médio regular, a qual possibilitou que ocorresse uma equiparão com outras instituições em termos do valor de verba pública paga por aluno ao Colégio Xavier. Portanto, a origem desta regra decorreu de um motivo compreensível envolvendo o maior valor pago por aluno à escola quando este desenvolve regularmente aulas experimentais de ciências da natureza.

Com isso, se até 2018 ocorriam aulas experimentais de forma eventual na escola e na equipe somente o professor Carlos 2 desenvolvia um trabalho contemplando-as, a partir de 2019 todos os 9 membros da equipe precisaram desenvolver aulas em laboratório escolar de física. Essa equipe de física possui um coordenador local (professor Edilson), que conduz reuniões da equipe no intuito de discutir e deliberar sobre problemas e eventos do cotidiano escolar. Quando pensamos no pesquisador intervencionista (ENGESTRÖM, 2016), podemos relacioná-lo com o papel do coordenador ao tentar conduzir os docentes da equipe pela zona coletiva de desenvolvimento proximal.

Em 2019 começou a regra de laboratório escolar que levou a equipe, nos meses iniciais do ano letivo, a lidar e buscar resolver problemas pertinentes, incluindo como avaliar nas aulas em laboratório e o que fazer com estudantes que se ausentam destas aulas. Em relação à forma como a regra foi recebida e é vista, o coordenador geral disse que ocorreu uma '... imposição da direção central, ..., a gente foi obrigado a implementar ... só que não foi feita nenhuma grande discussão, a gente não teve muito tempo pra estudar como é que a gente ia adaptar o nosso currículo, o nosso conteúdo... ' (entrevista individual, sala de reuniões da equipe de física, 03/10/19, p.31).

Nesse sentido, por um lado, devemos considerar que Engeström (ibid, p.404) fala que '[...] escolas e locais de trabalho são bombardeados por intervenções de todos os tipos de agentes externos [...]. E dentro do sistema de atividade, profissionais e gestores fazem incessantemente suas próprias intervenções [...]'. Entretanto, por outro lado, ao levarmos em conta o ciclo expansivo, destacamos que o início da construção compartilhada de novos sentidos sobre o objeto do sistema de atividade está relacionado a um estado de necessidade que se vincula a contradições primárias. Em vista disso, consideramos que a regra de laboratório representa uma intervenção que estabeleceu um estado de necessidade na equipe, na medida em que a equipe teve que discutir e deliberar sobre elementos e problemas do ensino de física no cotidiano escolar.

Pudemos verificar na equipe divergências de sentidos em torno do objeto do sistema de atividade - aprendizagem escolar em física, porém aulas em sala de aula são preponderantes e envolvem exposições verbais sobre conceitos e leis físicas seguidos de resoluções de listas de exercícios padrão, com foco em ferramentas e procedimentos matemáticos, e apresentam uma visão de ciência estática, acabada e distante de problemas sociais. Tais aulas estão relacionadas à tradição do ensino e da ciência.

Nesse contexto, encontramos durante as reuniões de equipe diferenças de sentidos atribuídos ao objeto do sistema do ensino de física, que pode ser relacionado às distintas formas com que seus membros lidam com aulas em sala de aula e em laboratório. Quando consideramos, por exemplo, uma reunião em que abordaram, entre outros temas, os conteúdos conceituais de cada ano do ensino médio, o professor Edilson '... disse que eles perderão duas aulas para a realização de aulas experimentais, e o professor Alessandro disse que os experimentos comprometerão as aulas teóricas .' (2º caderno de campo, reunião, sala de reuniões, 16/04/19, p.17). Portanto, tais membros da equipe atribuem à experimentação

sentidos vinculados a prejuízos para aulas teóricas (tradicionais), evidenciando que aulas em laboratório ocupam um espaço secundário no ensino de física escolar.

Em outra reunião de equipe teve outra discussão sobre laboratório escolar, em que o professor Jorge, ao relatar uma conversa com o técnico de laboratório T2, disse: '... "T2, hoje eu não vou entrar". .... preciso (+) fechar a matéria pra prova pra depois pensar no, na entrada do laboratório, porque eu faltei semana passada. (+) Qual é a prioridade? É cobrir o planejamento do laboratório ou fechar a matéria da [prova? ...' (reunião 2, sala de reuniões, 21/05/19, p.94). Com isso, este docente também entende como acessórias as aulas em laboratório escolar, na medida em que prioriza aulas teóricas (tradicionais) em sala de aula.

Dessa forma, podemos dizer que na equipe prepondera o sentido de que aulas em laboratório não possuem centralidade no trabalho docente em física. Porém, como essa visão não é consensual na equipe, entendemos que existe uma tensão entre as dimensões teórica e prática da aprendizagem escolar que sugere uma contradição primária no objeto. Entendemos que esta contradição pode estar relacionada a formas de pensar a experimentação pautadas em dualismo e hierarquização, além de disputas entre docentes mais alinhados com a tradição do ensino e da ciência e outros que buscam realizar movimentos para sua renovação, o que se decorre de tensões entre conservação e transformação das práticas atuais em física no cotidiano escolar.

## Conclusões

A norma de laboratório no Colégio Xavier representou uma intervenção que levou a equipe de física a discutir e deliberar sobre elementos e problemas do ensino de física, incluindo temas como experimentação e avaliação, conforme verificamos na pesquisa original (SANTOS, 2021). A superação destes problemas pela equipe em reuniões demandou resoluções de impasses e tensões que podem sugerir contradições, tal como exemplificado na referida contradição primária.

Além da contradição primária decorrer de formas pensar dicotômica e hierárquica e de disputas entre docentes que buscam a conservação e os que almejam a transformação das práticas atuais, devemos considerar sua vinculação com o estado de necessidade relacionado à regra sobre laboratório, que amplificou instabilidades no sistema de atividade da equipe e estabeleceu um processo de reorganização e resolução de problemas escolares.

Portanto, a obrigatoriedade do laboratório escolar mediante uma norma representou um estado de necessidade no ciclo de aprendizagem expansiva, em que a equipe começou a desenvolver um início de movimento pela zona coletiva de desenvolvimento proximal, no qual seus membros lidaram com contradições frente à construção de novos sentidos atribuídos ao objeto e a elaboração de novos instrumentos. Nesse contexto, podemos reconhecer o potencial da 3ª geração da teoria da atividade, em termos do ciclo de aprendizagem expansiva, para o desenvolvimento de pesquisas em ensino de física sobre o trabalho docente no movimento do cotidiano escolar.

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