A manipulação didática do contexto: um exemplo de contextualização no ensino da Cinemática

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## A manipulação didática do contexto: um exemplo de contextualização no ensino da Cinemática

Alberto Pessoa da Costa [albertpess@hotmail.com] a Gilberto Orengo [orengo@unifra.br] b

a Centro Universitário Franciscano-UNIFRA e Colégio Militar de Santa Maria, Santa Maria, RS b Centro Universitário Franciscano-UNIFRA, Santa Maria, RS

## RESUMO

Adotando como perspectiva didática a Aprendizagem Significativa e a conseqüente necessidade de contextualização do processo ensino-aprendizagem, desenvolveu-se este projeto, a ser aplicado na 1 Série do Ensino Médio. Vale ressaltar que não estamos a limitando o conceito de contextualização apenas ao contexto do aluno. Estamos sim considerando que o contexto pode, e deve, ser criado e adaptado (manipulado) para incorporar situações de aprendizagem que contribuam para a transcendência do senso comum. O objetivo deste trabalho é apresentar e discutir o encaminhamento didático adotado durante o desenvolvimento deste projeto no CMSM (Colégio Militar de Santa Maria), no primeiro semestre de 2004.

Palavras-chaves: aprendizagem significativa, contextualização, campos conceituais.

## INTRODUÇÃO

Os Parâmetros Curriculares Nacionais (Maia, 1999), preconizam que o ensino de Física deva ser pautado por uma abordagem que busque a contextualização dos conteúdos sem, no entanto perder de vista o rigor científico das Leis Físicas. Neste sentido o cotidiano pode ser fonte de motivação, ponto de partida enquanto gerador de situações-problema que reflitam a perspectiva do aluno. Mas enquanto ponto de chegada a busca é pela transcendência da perspectiva do senso comum. Em complemento o objeto de estudo assume novo redimensionamento: a natureza deve ser investigada e esta investigação se dá por meio do método científico e este método tem implicações profundas na forma de agir e pensar do Físico. Portanto a contextualização pode servir também como instrumento de consolidação de uma cultura científica, valorizando assim a criticidade dos discentes.

Dentro deste cenário irrompe o conceito de Aprendizagem Significativa, que do ponto de vista de Ausubel, "é um processo através do qual uma nova informação relaciona-se com um aspecto relevante da estrutura de conhecimento do indivíduo" (Moreira. 1983. p.62). Esta concepção tem no conceito de subsunçor um dos seus alicerces. Por subsunçor entenda-se uma estrutura de conhecimento específica preexistente na estrutura cognitiva do aluno.

É na perspectiva da criação de experiências sensoriais que se consolida um planejamento didático valorizador da Aprendizagem Si gnificativa. Mas ainda assim resta a questão da hierarquização dos conceitos na mente dos indivíduos. Ora, a própria estrutura conceitual da Física possui uma hierarquização interna e um grau de generalidade, além de uma linguagem própria e estas características não podem ser desprezadas em nenhuma abordagem didática.

Se por um lado os PCN ressaltam a importância do desenvolvimento de uma cultura científica, Vergnaud estabelece que o conhecimento tem no contexto experimental um profundo

alicerce. Os problemas, situações, relações, estruturas de pensamento estão permanentemente vinculados ao mundo vivencial dos alunos. Todo o contexto do aluno é permeado por estas categorias e assim sendo não há como considerar apenas o espaço de sala de aula como espaço de aprendizagem de todos os Campos Conceituais (Moreira, 2002). O espaço de sala de aula é sim um espaço privilegiado para a ocorrência da aprendizagem planejada de determinados Campos Conceituais, aqueles que transcendem ao senso comum e que são os responsáveis pelo atual estágio de desenvolvimento tecnológico da sociedade.

Diante destas considerações somos levados a concluir que contextualizar o conhecimento (numa perspectiva didática) não significa banalizá-lo e nem tampouco desprovê-lo de sua estrutura conceitual científica, trata-se, pois de desenvolver estratégias que, partindo de situações concretas, permitam ao aluno identificar seus esquemas de compreensão do universo e superá-las. Por tudo isto logo se vê que o cotidiano não pode ser entendido apenas como aquilo que compõe o universo do aluno. O conceito de contexto assume então características muito mais complexas. Desta forma, o contexto pode, e deve, ser manipulado por meio do planejamento didático ganhando assim novas dimensões. Neste trabalho faremos o relato de uma atividade desenvolvida com alunos da 1 Série a do Ensino Médio, do Colégio Militar de Santa Maria, no corrente ano. Esta atividade foi planejada objetivando criar uma situação-problema onde o aluno pudesse ser ao mesmo tempo objeto e pesquisador.

No papel de pesquisador ele pôde valorizar o planejamento, a coleta e o tratamento dos dados a partir de um corpo teórico (Cinemática) previamente discutido. Neste sentido a pesquisa teve um caráter verificador. Ressalte-se que os conceitos tratados (aceleração, velocidade, posição, instante) possuem elevado grau de abstração e ao mesmo tempo fortes exemplos no cotidiano dos alunos. Mas mesmo assim considera-se que o domínio inicial que os alunos possuem dessas grandezas precisa ser aproximado do tratamento formal que estes conceitos possuem na Física. Assim, não bastava resolver diversos exercícios com carros, caminhões, trens e outros móveis, era preciso ir além. Era preciso proporcionar uma atividade que permitisse uma transcendência do contexto e levasse a uma vivência concreta destes conceitos. Com isto acreditava-se que a Aprendizagem Significativa seria plenamente favorecida.

No papel de objeto o aluno pôde sentir efetivamente o significado dos conceitos acima mencionados. Como objetos eles puderam realizar a desaceleração e desta forma inverter o sentido do seu movimento. Note-se que não é mais a bola lançada que inverte o seu sentido; é o próprio aluno. O contexto foi manipulado para que os conceitos em discussão fossem evidenciados.

A interação, planejador-objeto, permitiu uma transcendência do contexto e sua subseqüente superação. E isto se evidenciou por meio da produção do relatório, visto que a situação-problema proposta tem vários desdobramentos do ponto de vista conceitual e permite uma exploração muito profunda de um conjunto de procedimentos próprios do método investigativo do físico clássico.

A atividade proposta consistia numa corrida na qual o aluno deveria percorrer 80 m de acordo com algumas regras. O percurso foi dividido em duas partes, 40 m de ida e 40 m de volta, dada a partida, o aluno percorreria 40 m e neste instante deveria inverter o sentido do movimento, retornando ao local da partida ele deveria parar e ali permanecer.

Ao longo do trajeto foram distribuídos alunos-cronometristas (AC). Em cada ponto de medida havia dois AC. Todos os cronômetros foram acionados no instante da partida do corredor e no instante em que ele passava por um AC este parava o cronômetro. Assim dos dois AC em cada ponto um deveria parar o cronômetro quando o corredor estivesse realizando o percurso na ida e o outro quando o corredor estivesse realizando o percurso na volta. No ponto de partida o professor acionava o cronômetro e só interrompia a cronometragem quando o corredor retornasse.

## OBJETIVOS

- i. Dominar os conceitos envolvidos na descrição do movimento e manipular corretamente o ferramental matemático necessário para a realização desta descrição.
- ii. Construção e análise de gráficos no plano cartesiano.
- iii. Utilizar-se de linguagem apropriada na comunicação de resultados.
- iv. Verificar que um movimento retilíneo qualquer pode ser descrito como sendo a composição de vários MRUV.
- v. Coletar e analisar dados experimentais.
- vi. Tomar consciência de si mesmo enquanto corpo em movimento e passível de análise Cinemática.

## METODOLOGIA

O trabalho foi desenvolvido em três etapas distintas.

## 1 Etapa (Fundamentação teórica) a

Inicialmente discutiu-se os conceitos básicos da Cinemática (referencial, trajetória, posição, velocidade, aceleração). Uma discussão especial foi feita acerca do caráter do tempo enquanto variável que flui independentemente do referencial.

Após este prelúdio passamos para a resolução de problemas iniciando por aqueles associados ao MRU e somente depois passando para problemas no contexto do MRUV.

Vale destacar que especial atenção foi dedicada à análise funcional, ou seja, a relação funcional entre as diversas grandezas envolvidas foi profundamente explorada. Assim, tópicos como as equações horárias tiveram preponderância na apresentação dos conceitos e na resolução de problemas. Outro aspecto importante a ser destacado é que a todo instante buscou-se associar as situações propostas nos problemas a situações concretas.

## 2 Etapa (Planejamento e coleta dos dados) a

Nesta fase dos trabalhos os alunos foram apresentados à proposta a ser implementada. Discutiu-se a proposta com o objetivo de planejar a atividade, relacionar possíveis problemas e fazer previsões acerca dos resultados. Na seqüência foi realizada a coleta de dados.

## 3 Etapa (Análise dos dados e elaboração do relatório) a

Após a coleta dos dados e organização dos mesmos os alunos receberam um texto (juntamente com a tabela de dados coletados) que problematizava a situação e propunha questionamentos que deveriam ser respondidos no relatório. Em g rupos de no máximo quatro alunos eles elaboraram uma versão preliminar do relatório. Esta versão foi discutida em sala por todos e após esta reflexão os grupos elaboraram a versão final.

## MODELO TEÓRICO

No MRUV é válido afirmar que a velocidade escalar m édia é igual à média das velocidades nos extremos do intervalo. No problema em questão tínhamos medido as variações de posição e os intervalos de tempo gasto neste deslocamento. Possuíamos então um número considerável de medidas a ser utilizado. Por outro lado três condições de contorno foram bem definidas: a velocidade inicial e a final eram nulas e no extremo oposto à posição inicial deveria haver a inversão de sentido. Poderíamos então calcular a velocidade do corredor em cada extremo dos intervalos e assim determinar a sua aceleração escalar média.

Desta forma pode-se escrever:

<!-- formula-not-decoded -->

<!-- formula-not-decoded -->

Calculando as acelerações em cada intervalo e determinando-se as velocidades nos extremos dos mesmos era possível classificar o movimento e com isto poder-se-ia determinar a concavidade da curva, no gráfico da posição em função do tempo, entre dois instantes sucessivos.

## RESULTADOS E DISCUSSÃO

Voltemos agora os nossos olhares sobre a estrutura da atividade e a idéia de contextualização que ela simboliza. Em todos os momentos dos trabalhos ficou explícito que os alunos já possuíam a noção fundamental dos conceitos de velocidade e aceleração, mas que não eram capazes de associalos à forma como os corpos variam a sua posição. Entretanto quando foram levados a correr dentro de certas regras, num certo espaço repartido em intervalos e tendo colegas como medidores de tempo, eles puderam vivenciar claramente o conceito de taxa de variação de posição, tanto na perspectiva do movimento uniforme como na do movimento uniformemente variado. A noção de instante foi prontamente entendida como o momento em que "passo na frente do cronometrista". Assim, as construções de gráficos (característicos da Cinemática) ganharam uma conotação pessoal e íntima. Não era mais a partícula que tinha o movimento descrito por um certo gráfico, ou mesmo um carro, ou composição do metrô, era o próprio aluno que ali estava representado, era o seu desempenho que estava sendo analisado. O individuo ganha assim uma importância que o equipara ao próprio conceito e ao ferramental matemático utilizado. A identificação foi total e produtiva.

Um ponto importante a ser destacado refere-se à participação do professor em todo o processo. Ele atuou como o agente mediador e problematizador ao mesmo tempo. Mediando a relação entre o aluno e o conhecimento sistematizado, via exposições orais, debates, resolução de problemas do livro texto e correção dos relatórios. Problematizando a relação entre o aluno e o seu próprio conhecimento, via planejamento da atividade, na formulação de questionamentos durante os trabalhos, na sugestão de textos para leituras complementares e ao desestabilizar os referenciais teóricos do aluno (baseados no senso comum) por meio de proposições desafiadoras. Esta atuação visava proporcionar um ambiente mais autônomo e criativo. Ao fim dos debates nenhum aluno poderia estar completamente acomodado na concepção passiva de que ele já havia compreendido a situação-problema como um todo. Esta compreensão só se consolidaria com o término do relatório final.

## Conclusão

Este trabalho propõe que se parta da consolidação dos subsunçores, por meio da exploração inicial dos conceitos e da análise de exemplos cotidianos, mas que não se restrinja a isto. Deve-se buscar na elaboração de atividades experimentais a consolidação destes conceitos. No caso da Cinemática pode-se transformar o aluno em objeto de estudo tirando-o da posição de mero espectador da natureza. Isto pode ser obtido por meio da manipulação didática do contexto.

No que diz respeito ao planejamento didático aqui proposto parece-nos razoável supor que ele pode ser aplicado em qualquer ambiente escolar devido ao pequeno número de equipamentos utilizados e ao fácil acesso aos mesmos. Esta característica torna-o bastante atraente. Por outro lado a criteriosa construção do modelo teórico valoriza a abordagem científica dos conteúdos de maneira simples e objetiva, além de possibilitar o exercício de procedimentos fundamentais para a compreensão do método experimental.

Por fim, pode-se ressaltar o grande número de conceitos e procedimentos que foram utilizados pelos alunos, na análise da situação-problema, como um bom referencial do nível de abstração exigida nesta atividade e como o contexto, quando devidamente manipulado por um planejamento didático, pode ser explorado e como esta exploração pode permitir a superação do senso comum e o desenvolvimento de uma cultura científica sólida e crítica.

## REFERÊNCIAS

MOREIRA, M. A. Ensino e Aprendizagem; Enfoques teóricos . 3 Ed. São Paulo: Editora Moraes, a 1983.

MOREIRA, M. A. A teoria dos campos conceituais de Vergnaud, o ensino de ciências e a pesquisa nesta área. Investigações em ensino de ciências , 7 (1); 1 - 24, 2002.

MAIA, E. M. (Coord). Parâmetros Curriculares Nacionais - Ensino Médio . Brasília. Ministério da Educação, 1999.

JUNIOR, F. R.; FERRARO, N. G. e SOARES, P. A. T. Os Fundamentos da Física , volume 1. 8 a Ed. São Paulo: Editora Moderna, 2003.