Roteiro pedagógico: um instrumento para aprendizagem de conceitos de física

## Título: Roteiro pedagógico: um instrumento para a aprendizagem de conceitos de física Autor: Neiva Irma Jost manzini

## PALAVRAS CHAVES: metodologia, epistemologia, física

## INTRODUÇÃO

Venho me preocupando, há muito tempo, com o processo ensino-aprendizagem de conteúdos de física. Na universidade, tenho observado que os alunos não dominavam certos conteúdos físicos do nível médio, o que gera dificuldade na compreensão dos conteúdos do terceiro grau. Com a carga horária destinada às disciplinas, na graduação, os alunos não conseguem sanar suas deficiências, e determinadas lacunas vão surgindo. Em todos os níveis de ensino, observei uma grande dificuldade e um certo desprazer na maioria dos alunos, em relação à aprendizagem dos conteúdos físicos. A partir dessas reflexões, configurou-se a idéia de realizar uma pesquisa para investigar uma experiência de ensino-aprendizagem, em que os alunos constroem em grupo, modelos físicos, segundo a teoria piagetiana. Trabalhei com um grupo de seis alunos do sexto semestre, do curso de Licenciatura em Física da UNISINOS.

## OBJETIVOS

- O objetivo deste trabalho é investigar os processos cognitivos envolvidos em uma experiência de ensino-aprendizagem de conceitos e leis da física, na qual os alunos constroem modelos físicos.

Esse objetivo geral da experiência desdobra-se nos seguintes objetivos específicos:

- -pesquisar as possibilidades e limites do roteiro pedagógico , analisando o processo de ensinoaprendizagem de conceitos e leis da física.
- -identificar e explicitar os processos cognitivos que aparecem nas diferentes fases de construção e reconstrução dos de conceitos e leis da física.
- - analisar as construções e reconstruções do roteiro pedagógico , a partir da análise do processo.

## FUNDAMENTOS TEÓRICOS DA EXPERIÊNCIA E DA INVESTIGAÇÃO

Apresento neste item, as idéias embasadoras deste trabalho, que se fundamentam na 'Epistemologia Genética' de Jean Piaget e a epistemologia de Bachelard.

Segundo Piaget, a origem da construção do conhecimento inicia a partir da interação do sujeito com o objeto e nesse processo determinadas estruturas cognitivas são construídas e reconstruídas à medida que o conhecimento vai sendo elaborado.

Piaget (1983a) considera as idéias de equilibração, descentração e reversibilidade de suma importância para a compreensão da teoria piagetiana. Aponta, entretanto, para a teoria da abstração reflexiva como a mais importante explicação para o desenvolvimento do intelecto, segundo essa teoria. O conceito de abstração tem na teoria do conhecimento de Piaget um papel central. Em sentido literal, 'reflexione' (refletir) significa voltar para si mesmo, pensar sobre si mesmo. Reflexão, no sentido filosófico da palavra significa atentarmos para o nosso próprio fazer, nossos pensamentos, representações e sentimentos. Para Piaget (1983a), as crianças e adultos 'refletem' com mais freqüência do que supomos.

Na 'abstração reflexionante', a construção e a reflexão atuam juntas, e, através desse processo, determinadas estruturas de comportamento e de conhecimento são projetadas a um nível superior, tornando-se conscientes. Esse processo Piaget denominou de 'tomada de consciência'.

## Psicogênese e a Ontogênese

A história da ciência constitui-se num laboratório epistemológico, e a solução de um problema científico faz surgir novas questões (de natureza científica ou epistemológica), como é o caso da teoria newtoniana da gravitação. Aí se faz necessário saber como interpretar a evolução de uma ciência e

como ela passa de uma etapa para a seguinte, ou seja, quais são os mecanismos cognitivos em jogo em cada etapa e quais são aqueles que facilitam atingir o nível superior. Como o sujeito que constrói seu conhecimento, passando por várias etapas, à medida que interage com o meio adquire novos conhecimentos, estabelecendo-se um processo ilimitado, a ciência também se encontra em um perpétuo devir.

## Epistemologia de Bachelard

A epistemologia de Bachelard tem muita afinidade com o pensamento epistemológico de Piaget. Bachelard e Piaget entendem que as diferentes fases das construções e reconstruções do conhecimento científico envolvem uma dialética entre a teoria e a empiria, entre o sujeito e o objeto e entre as ciências. Ambos acreditam que o conhecimento científico é fruto de uma interação constante entre o real ou objeto e o sujeito, atrav és de construções e reconstruções, buscando afinar as estruturas de pensamento, as quais estabelecem as relações entre as partes e o todo, numa busca constante da aproximação do objeto. Os dois autores investigaram a evolução histórica da física para compreender a dialética e a construção dos conhecimentos físicos.

Para Bachelard (1983), as diversas metodologias, móveis nas diferentes ciências, necessitam de um método inicial, um método geral que deve informar todo o saber e que deve tratar do mesmo modo todos os objetos. Ele conclui que, se quisermos definir a filosofia do conhecimento científico como uma filosofia aberta, como a consciência de um espírito que se funda ao trabalhar sobre o desconhecido, precisamos procurar no real o que contradiz conhecimentos anteriores. Bachelard conclui:

Antes de tudo o mais, é preciso adquirir consciência do fato de que a experiência nova diz não à experiência antiga, sem o que, com toda a evidência, não se trata de experiência nova. Mas esse não jamais é definitivo para o espírito que sabe dialetizar seus princípios, constituir em si mesmo novas espécies de evidência, enriquecer seu patrimônio de explicação sem dar privilégio algum ao que seria um corpo de explicação natural próprio a explicar tudo. (1983, p. 115).

Para o autor, o método científico é aquele que procura o perigo. Ele afirma que, quando um método é regularmente fecundo, ele pode passar da categoria de método de descoberta à categoria simples de método de ensino: 'A clareza é às vezes uma sedução que faz vítimas entre o comum dos professores' (BACHELARD, 1983, p. 123).

## METODOLOGIA

Denominei a metodologia utilizada de roteiro pedagógico , com a intenção de organizar as atividades de aprendizagem dos alunos e a observação dos processos cognitivos, bem como promover as reflexões necessárias para a compreensão efetiva de conteúdos de física.

- O roteiro pedagógico é dividido em quatro partes, construídas com o propósito de ajudar os alunos na observação e compreensão do fenômeno físico estudado. Acredito que as duas primeiras partes do roteiro pedagógico estão mais relacionadas à aproximação da objetividade, e as duas últimas estão mais ligadas à formação do conceito, à generalidade e à permanência fora do tempo, ou seja, ao pensamento.

As instruções iniciais para a realização dos experimentos - do modo como os alunos deveriam manipular o material concreto e o que deveria ser observado - foram dadas verbalmente. Em seguida, expliquei as questões escritas da primeira parte do roteiro pedagógico e questionei os alunos sobre alguns conceitos básicos e fundamentais para a compreensão do fenômeno físico a ser observado. A experiência realizada mostrou que se deve ter um cuidado especial com as orientações iniciais e a condução durante todo o experimento, porque o resultado esperado está diretamente relacionado a esses procedimentos.

A seguir descrevo o roteiro pedagógico utilizado nas experiências, que realizei com um grupo de alunos do curso de Licenciatura em Física, da UNISINOS.

Primeira parte do roteiro pedagógico - Interação com o material concreto

As questões escritas na primeira parte do roteiro pedagógico têm por objetivo conduzir os procedimentos dos alunos, para que ocorram as construções e as reflexões, no processo de observação do fenômeno físico, por meio da manipulação do material concreto.

Segunda parte do roteiro pedagógico - Tabelas-verdade e o grupo INRC

Optei por utilizar as tabelas-verdade, com o objetivo de promover a reflexão, reforçar as estruturas cognitivas já existentes e ajudar os alunos a confirmarem suas hipóteses e a fazerem observações, privilegiando o grupo INRC. Os alunos afirmaram que as tabelas-verdade funcionam como uma avaliação e ajudam na compreensão. Sugeriram também que se poderia aumentar o número de tabelas-verdade, para que se pudesse visualizar melhor o fenômeno e obter uma maior compreensão das. Para ilustrar o procedimento utilizado, apresento uma tabela-verdade elaborada para o roteiro pedagógico (utilizado na experiência denominada de 'experiência da indução eletromagnética com um ímã e uma bobina') a qual vem acompanhada de um texto, conforme foi mencionado.

Dadas as proposições:

- v(t) → a velocidade do ímã varia com tempo.
- B(t) → o campo magnético no interior da bobina varia com o tempo.

A primeira coluna afirma (V) a proposição v ou nega-a (F). A segunda coluna afirma (V) a proposição B(t) ou nega-a (F).

- Os alunos, a partir da observação e da interação com o material concreto, refletiam sobre as proposições acima e completavam a última coluna da tabela a seguir, com V (verdadeiro) ou F (falso).

## R → Resultado

Na terceira coluna, aparece o resultado da relação das proposições v(t) e B(t). Como, por exemplo: na primeira linha da tabela as duas proposições são verdadeiras, logo a velocidade do ímã varia com tempo (V) e o campo magnético no interior da bobina varia com o tempo (V). Então o resultado (R) dessa relação também é verdadeiro (V). Na segunda linha, a primeira proposição, a velocidade do ímã varia com tempo, é verdadeira (V), e a segunda proposição falsa (F) é: o campo magnético no interior da bobina não varia com o tempo. O resultado (R) dessa relação (a velocidade do ímã varia com tempo e o campo magnético no interior da bobina não varia com o tempo) é falso (F).

Texto:

O campo magnéti co no interior da bobina não varia com o tempo e a velocidade do ímã varia com o tempo. Comente a afirmação. Formule hipóteses.

Terceira parte do roteiro pedagógico - Prova clínica

A prova clínica -consiste de uma prova oral -tem por objetivo promover as reflexões necessárias conduzindo à tomada de consciência do fenômeno físico observado e ao estabelecimento das possíveis relações lógico-matemáticas entre as grandezas físicas envolvidas, auxiliando os alunos a estabelecer a equação matemática.

A prova clínica se caracteriza como mais um procedimento que possibilita a 'tomada de consciência'. Essa prova procura fazer com que os alunos reflitam sobre as duas etapas anteriores. Tem

como objetivo reconduzir o pensamento dos alunos para a constatação dos fatos e processos reflexivos que a acompanham, confirmando ou rechaçando as suas hipóteses e construções. Quarta parte do roteiro pedagógico - Tarefa escrita individual

- A quarta e última parte do roteiro pedagógico tem como objetivo avaliar se houve aprendizag em efetiva, através de aplicações em situações similares do cotidiano do aluno.

## CONSIDERAÇÕES FINAIS

Observei, nessa experiência, que os alunos, diversas vezes, testavam outros materiais concretos, além dos que foram fornecidos, em busca de informações que explicassem os fatos observados. Também percebi que eles não recebem simplesmente as informações, mas que refletem as diversas situações apresentadas e que formulam hipóteses.

- O professor que constrói o conhecimento com seus alunos tem que conhecer profundamente o conteúdo a ser desenvolvido. Muitas vezes, essa necessidade não aparece para um professor que transmite o conhecimento, porque nessa situação não há diálogo.
- O roteiro pedagógico pode ser ampliado com um maior número de questões, tabelas-verdad e e aplicações. Ele pode ser considerado flexível e aberto, porque pode ser ampliado ou diminuído, sendo que o professor deve decidir o momento de interferir no processo de construção do aluno, alterando o roteiro pedagógico e reconduzindo o processo de ensino-aprendizagem, ou até mesmo, se for necessário, inserindo outro experimento com novo roteiro pedagógico . Por exemplo, num determinado momento do experimento 'Experiência da força magnética sobre uma corrente elétrica', eu poderia ter ampliado o roteiro pedagógico , colocando um maior número de questões e situações a serem testadas na primeira parte ou um maior número de tabelas-verdade na segunda parte, mas preferi que os alunos chegassem à compreensão do fenômeno na terceira parte, ou seja, durante a prova clínica. Essa reconstrução do roteiro pedagógico fica por conta do professor que acompanha o desenrolar das construções dos alunos, pois é ele quem vai fazer as alterações no roteiro pedagógico ou nos procedimentos, conforme achar que existe a necessidade. O professor tem o papel de organizador das atividades no processo ensino-aprendizagem.
- O trabalho que desenvolvi se constitui num primeiro passo para uma ação pedagógica, fundamentada na teoria piagetiana, voltada para a compreensão de conteúdos físicos. Para aperfeiçoar o roteiro pedagógico , deve-se realizar outras experiências, porque elas fornecem A utilização do roteiro pedagógico pode promover uma ação pedagógica voltada à necessidade que o aluno tem de obter explicações para as coisas do seu mundo e oferecer aos professores do Ensino Fundamental e Médio subsídios para uma prática pedagógica comprometida com essa necessidade.

## REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BACHELARD, G. Epistemologia. Rio de Janeiro: Zahar Editores, 1983.

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Ensaio de lógica operatória. São Paulo: [s. n.], 1976a.

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Os pensadores . São Paulo: Vitor Civita, 1983a.

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Lógica e conhecimento científico . Porto: Civilização, 1981. 2. v.

PIAGET, J.; GARCIA, R. Psicogênese e história das ciências . Lisboa: Dom Quixote, 1987.